Merve TELTIK
Giriş
Bir Virginia Tech entomoloji profesörü, sanat profesörü ve biyofizikte çalışan bilgisayar bilimi profesörü arasındaki iş birliği, araştırmacıların ve halkın birçok önemli hücresel süreçte DNA ve kromozomların fonksiyonlarını daha iyi anlamalarına yardımcı olabilecek çarpıcı sanat eserlerinin yaratılmasıyla sonuçlandı.
Sanat entegrasyonu ile beslenen bu çalışma, karmaşık tekniklere yenilikçi çözümler bulmak için Virginia Tech öğrencileri ve bilim, mühendislik, sanat ve tasarım kesişiminde çalışan fakülteyi destekleyen Yaratıcılık, Sanat ve Teknoloji Enstitüsü (ICAT) tarafından desteklenmiştir.
Kromatin, kromozomları oluşturan ve DNA’nın yapısını ve dizisini korurken sadece birkaç mikrometre boyutundaki bir çekirdeğin içine birkaç fit DNA’nın paketlenmesinden sorumlu olan bir maddedir.
Üç boyutlu kromatinin organizasyonunun, DNA replikasyonu, onarımı ve transkripsiyonu da dahil olmak üzere birçok önemli hücresel süreçte önemli bir rol oynadığı ve ayrıca kanserin ilerlemesini ve diğer patolojileri de işaretleyebileceği bulunmuştur.
Bu kadar küçük bir alana paketlenmiş çok fazla DNA bulunduğundan, büsbütün yoğunluk araştırmacıların, DNA hiyerarşisini ayrıntılandıran mevcut standart görselleştirme araçlarını kullanarak hesaplamalı modeller oluşturmasını zorlaştırır. Araştırmacıların, DNA ve kromozomların karmaşıklıklarını ve işlevlerini daha iyi anlamalarına yardımcı olacak etkileşimli, bilgi bakımından zengin görselleştirmeler oluşturmak için güçlü hesaplamalarla desteklenen yeni araçlar ve kavramlar gerekir.
Tarım ve Yaşam Bilimleri Enstitüsü’nde bir entomoloji profesörü olan araştırmacı Igor Sharakhov, “Kromatinin hesaplamalı bir modelde görsel olarak gösterilmesi, DNA’nın bir hücre çekirdeğinde nasıl düzenlendiğini ve işlediğini daha iyi anlamak için önemlidir. Hesaplamalı modeller, oldukça karmaşık bir kromatin organizasyonu içerisinde en alakalı bilgilerin görselleştirilmesine odaklanmayı mümkün kılar”, dedi. “Örneğin, kromozom alanları arasındaki etkileşimin gen ifadesindeki değişikliklerle nasıl ilişkilendirildiğini görselleştirmeyi seçebiliriz. Ayrıca, bu yapısal seviyelerin her birini incelemek için farklı deneysel yöntemler gerekliyken, aynı görselleştirme aracı içinde bir kromatin yapısal hiyerarşisi ortaya çıkarılabilir.” dedi.
Mühendislik Fakültesi’nde bilgisayar bilimleri profesörü olan Sharakhov ve Alexey Onufriev, meyve sineği ve sivrisineklerindeki bilgisayarlı kromozom organizasyonu hesaplama modelleriyle birlikte, çeşitli ölçeklerde kromatinin görselleştirilmesini sağlayan prototip bir araç oluşturmak için fraktal mimarisi, karmaşık desenlerle dolu deneysel veriler kullanıyor.
Onufriev, “Hücre çekirdeği içindeki DNA sıkışmasının karmaşıklığı, fraktallar da dahil olmak üzere ilgili yapısal formların yapısını ve dinamiklerini modellemede birçok zorluğa dönüşüyor” açıklamasında bulundu.
Bu geometrik karmaşıklılar, Virginia Tech’in Mimarlık ve Şehir Çalışmaları Bölümü’nde doçent sanat profesörü olan Eric Standley’e hayatın temel yapı taşlarını görsel olarak temsil eden bir dizi katmanlı kağıt kesiği eserler yaratmak için ilham vermiştir. Daha basit olarak, bu çalışma 3B kromozom organizasyonunun dilini, sanat diline çeviriyor.
“Bir şakanın başlangıcı gibi geliyor- bir sanatçı, entomolog ve biyofizikçinin ortak noktası ne?” dedi Standley. “İgor ve Alexey ile ilk tanıştığımda, bağımsız araştırma hedeflerimizin geleneksel olarak ifade edilemeyecek bütün eklemli karmaşıklıkları içerdiğini hemen anladık. Projenin başlangıcından itibaren rolümün illüstratör olmayacağı, ama sanatçı olacağı açıktı. Araştırmalarımdan kendi başıma bilgilendirmek için yaratıcı etkileri keşfetmek ve geliştirmek, yalnızca akademilerde teorilere, spekülasyonlara ve risklere izin veren bir alanda olabilecek benzersiz bir ilişki gerektirir. Bu ekiple çalışmak, genel olarak yaşamın yanı sıra, stüdyo çalışmalarım hakkında düşüncelerimi de değiştirdi.
“Bu eşsiz sanat eserleri, DNA paketleme fenomeninin matematiksel ve görsel karmaşıklıklarının erişilebilir temsilleridir. Standley’in çalışmaları, her yaştan izleyici kitlesi için sanat müzelerinde ve galerilerde sergilenecek ve bilimin laboratuvardan çıkması ve halkın gözünde görülmesi sağlanacaktır.Çalışmalarının bir kısmı yakın zamanda, ICAT içinde gerçekleşen araştırma ve inovasyonu keşfetmeye ve deneyimlemeye teşvik eden bir Moss Sanat Merkezi sergisi olan “ICAT: Açık (en) Kaynak)’ta yer aldı.
Kaynak: https://phys.org/news/2019-08-chromosome-intricate-art.html
Görsel Kaynak: https://phys.org/news/2019-08-chromosome-intricate-art.html
Editör: Elif Berfin KORGAN