Amino asitlerin yapısını analiz eden yapay zekâ destekli mikroçip geliştirildi

Japonya'daki Osaka Üniversitesi öncülüğündeki uluslararası bir araştırma ekibi, Dünya dışı yaşam arayışında kullanılmak üzere amino asitlerin moleküler yapılarını analiz edebilen yapay zekâ destekli bir mikroçip geliştirdi. Nature Communications dergisinde yayımlanan çalışma kapsamında geliştirilen sistem, proteinlerin temel yapı taşları olan amino asitlerin 'L' ve 'D' olarak adlandırılan iki farklı formunu elektrik akımındaki değişimleri ölçerek tespit edebiliyor.

Bilimsel literatürde 'kiralite' veya moleküler sağ-sol ellilik olarak tanımlanan bu özellik, moleküllerin kimyasal bileşimleri aynı olsa da üç boyutlu yapılarının birbirinin ayna görüntüsü olması anlamına geliyor. Dünya'daki canlı organizmalar proteinlerinde neredeyse yalnızca L-formundaki amino asitleri kullanırken, cansız kimyasal süreçlerde bu iki formun birbirine daha yakın oranlarda oluşabildiği belirtiliyor. Bu nedenle amino asitlerin dağılımı, biyolojik süreçlerin tespiti için kritik bir gösterge kabul ediliyor.

Geliştirilen mikroçip tabanlı sistem, birbirine çok yakın konumlandırılmış iki altın nanotel arasındaki küçük boşlukta kuantum fiziğindeki 'elektriksel tünelleme' etkisinden yararlanıyor. Amino asit içeren numuneler mikroçip üzerine yerleştirildiğinde, moleküllerin nanoboşlukla etkileşimi elektrik akımında karakteristik sinyaller oluşturuyor. Yapay zekâ ve makine öğrenimi algoritmaları ise bu sinyalleri analiz ederek moleküllerin formunu sınıflandırıyor.

Araştırmacılar, mevcut analiz yöntemlerinden biri olan sıvı kromatografisi-kütle spektrometrisi (LC-MS) tekniğinin hantal ekipmanlar ve büyük numuneler gerektirmesi nedeniyle uzay araçlarına veya gezgin robotlara yüklenmesinin zor olduğunu ifade ediyor. Yeni geliştirilen mikroçip sisteminin ise çok daha küçük boyutlarda tasarlanması, gelecekte Mars ve diğer gök cisimlerinde taşınabilir analiz sistemlerinin kullanımına olanak sağlayabilir.

Osaka Üniversitesi'nden biyomühendis Takahito Ohshiro, nanoboşluk tünelleme teknolojisini yapay zekâyla birleştirerek iki moleküler formu yüzde 80'in üzerinde bir doğrulukla ayırt edebildiklerini bildirdi. Çalışmada elde edilen sonuçların, kesin bir yaşam kanıtı olarak kabul edilmesi için diğer kimyasal ve jeolojik bulgularla birlikte değerlendirilmesi gerektiği vurgulanıyor.