Hareket halindeki bilim: Laboratuvarları sahaya taşımak
Flora Vincent's kariyerinde yaptığı araştırmalar, araştırma örneklerinin kalitesinden dolayı sınırlı kalmıştır. Deniz mikrobiyoloğu olan Vincent, mikroorganizmalar arasındaki simbiyozları inceler. Çalıştığı örnekler genellikle Pasifik ve Atlantik okyanuslarından toplanır ve laboratuvarında organizmaların doğal durumunu bozabilecek kimyasal işlemler kullanılarak daha detaylı analiz için saklanır. Bu, bu canlıların kendi ortamında nasıl geliştiğini öğrenmeyi uman bir bilim insanı için ideal değildir.
"Sistemden çıkardığınız anda onu değiştiriyorsunuz," diye açıklıyor Vincent, Almanya, Heidelberg'deki Avrupa Moleküler Biyoloji Laboratuvarı (EMBL) ofisinden. Problemi, incelediği mikropların doğası ağırlaştırıyor: plankton gibi organizmalar okyanus ekosisteminde sürekli olarak diğerleriyle etkileşim halinde bulunuyorlar.
Bu yüzden EMBL yöneticileri, araştırma ekibiyle birlikte Traversing European Coastlines (TREC) projesinin bir parçası olan Gelişmiş Mobil Laboratuvarı (AML) ile ilgilenmişler. 12 metre uzunluğunda özelleştirilmiş bir römork olan ve laboratuvar alanı 40 metrekareye kadar genişleyebilen araç, laboratuvar binasının yaklaşık 100 metre uzağındaki bir otoparkta, yeşil bir otlak manzarasıyla geçici olarak konumlandırılmıştı. Ancak Mart 2023 ile Temmuz 2024 arasında, araç Fransa'daki Roscoff'tan başlayarak kıta Avrupası ve Birleşik Krallık kıyıları çevresindeki ekosistemleri örneklemek için kullanıldı ve kuzeydoğu Yunanistan'daki Trakya bölgesinde sona erdi. Bu, araştırmacılara analizi için benzeri görülmemiş örnek erişimi sağladı (bkz. "Kıyı bağlantıları").
"Teknolojiyi incelemek istediğimiz biyolojiye olabildiğince yakın taşıyarak, birdenbire yaşamın tamamen yeni bir perspektifini görebiliriz, çünkü daha önce bulamadığımız şeyleri, organizmalar arasındaki etkileşimleri bulabiliriz," diyor EMBL mobil hizmetlerinin operasyon müdürü Niko Leisch. Laboratuvarı gezerken her bir teknolojiyi açıklıyor: çeşitli mikroskoplar ve hücre çeşitleyiciler ve ağır hizmet tipi yüksek basınçlı dondurucu, bir daldırma dondurucu ve kriyo-floresan mikroskopla donatılmış, elektron mikroskobu örnek hazırlama alanına ayrılmış alüminyum zeminli alan.
Koleksiyon: Alan Çalışması
Sadece ağır makineler değil. Birçok enstrüman, AML ekibinden birinin ördüğü oyuncaklarla süslenmiş: bir kar kraliçesi Barbie bebeği, bir ahtapot ve hatta araca çok benzeyen bir Lego kamyon.
Laboratuvar, Vincent'ın araştırmalarını tamamen devrimleştirdi. Kriyo-konservasyon - ve sonrasında canlı görüntüleme - ekibinin simbiyozları daha önce hiç olmadığı kadar incelemesine olanak sağladı.
"Yüksek biyokütleyi ayırma ve yüksek basınçlı dondurucu kullanarak gerçekte koruma ve ardından bunun moleküler temeline odaklanma yeteneği tamamen benzersiz," diyor Vincent. "Bu organizmaların doğal bağlamında nasıl etkileşime girdiklerini anlamaya çalışmak gerçekten büyüleyici: Doktora derecelendirmemden bu yana hayalini kurduğum şey bu."
Farklı araçlar
Mobil laboratuvarlar yeni bir şey değil - örneğin, Avustralya'daki COVID-19 testlerinde ve Benin'deki menenjit veya Hindistan'daki Nipah virüsü gibi hastalık salgınlarını hafifletmede çok önemli rol oynamışlardır. Dünyanın dört bir yanında, birçok farklı bilim dalından bilim insanı, geniş çaplı araştırma yapmak ve örnek toplamak için bunları kullanıyor. Pune, Hindistan merkezli Zion Market Research şirketi, küresel mobil biyogüvenlik laboratuvarı pazarının 2032 yılına kadar 451 milyon ABD Dolarına ulaşacağını tahmin ediyor.
Vincent'ın araştırmasında görüldüğü gibi, suda neyin bulunduğunu örneklendirmenin yanı sıra, mobil laboratuvarlar havada dolaşan şeyleri ölçmek için de harika bir yöntemdir.
Maryland, Baltimore'daki Johns Hopkins Üniversitesi'nde atmosferik bilim insanı olan Peter DeCarlo, "Biz atmosfer araştırmaları topluluğunda genellikle tek bir yerde ölçümler yapıyoruz, bu da size çok fazla bilgi verebilir, ancak atmosferde neler olduğunu gerçekten izlemek istiyorsak, hava ile hareket etmek isteriz," diyor. DeCarlo ve araştırma ekibi, şehir genelinde hava kirliliğinin nasıl farklılaştığını görmek için kütle spektrometresi ve diğer kimyasalları ölçen enstrümanlarla donatılmış klasik bir Dodge kamyonu kullanıyor. Amaç, yerel sakinlerin potansiyel sağlık risklerini belirlemek ve "bu kimyasalların nereden geldiğini nasıl belirleyebileceğimiz" konusunda fikir edinmektir.
Peru'da, Ocak 2019 ile Aralık 2021 arasında antik DNA'yı inceleyen bir araştırma grubunun çalışması için bir mobil laboratuvar çok önemliydi. Araç, hemen hemen anında DNA analizi yapmayı sağlayan bir santrifüj, buzdolabı ve havuz içerir.
Lima'daki INBIOMEDIC Araştırma ve Teknoloji Merkezi'nde görev alan ve projede yer alan araştırmacılardan biri olan Heinner Guio, "Bu laboratuvar, kontaminasyon veya DNA bozunma riskini azaltarak daha iyi örnek saklamamıza ve hassas örnekleri uzun mesafelere taşıma ihtiyacını ortadan kaldırarak, özellikle halihazırda bozulmuş olan antik DNA için kritik olan bu bozunma risklerini azaltmamıza yardımcı oldu" diyor.
Kariyer arayışındaki bilim insanlarının yüksek kalite ve alçakgönüllülük arasında nasıl denge kurabileceği
Ancak mobil laboratuvarlar yalnızca çevreyi örnek almak için değil, aynı zamanda ulaşılması zor popülasyonlar için insan çalışmaları için de kullanılabilir. Örneğin, Colorado'da, CUChange laboratuvarının, düzenleyici kısıtlamalar nedeniyle çalışma zorluğu yaşayan kannabis kullanımını incelemek için Cannavans adlı bir araç filosu bulunmaktadır. Mevcut yasalar, araştırmacıların yasal piyasa kannabis kullanımını nasıl inceleyeceğini sınırlamaktadır. Cannavan projesinde yer alan bir psikolog olan Angela Bryan'a göre, katılımcılara evlerinde bağımsız olarak kannabis tüketmeden önce ve sonra fizyolojik, davranışsal ve bilişsel ölçümler yaparak, CUChange mevcut yasalar ve düzenlemeler dahilinde mümkün olduğunca titiz bir çalışma yürütebilir.
Eylül ayında, Batı Virginia Klinik ve Translasyonel Bilim Enstitüsü, Morgantown, eyaleti boyunca kırsal alanları ziyaret edip klinik çalışmalar yürüten ve klinik araştırmayı uzak bölgelerde yaşayan insanlar için daha kapsayıcı ve erişilebilir hale getiren MAVERICK (Mobil Erişim Aracı Araştırmayı Geliştirme ve Topluluk Bilgisini İlham Verme) adlı bir otobüs başlattı.
Ve Hollanda'da Rotterdam'da, Sophia Çocuk Hastanesi, çocuklarla araştırma yapmayı daha az ürkütücü hale getirmek için (Sophia otobüsü olarak adlandırılan) bir minibüs kullanıyor. Hastanenin çocuk psikiyatri bölümünde doktora öğrencisi ve otobüs koordinatörlerinden biri olan Kamil Hiralal, "Çocukların araştırma için hastaneye gideceklerini duymaları hala ürkütücü," diyor. "Bu nedenle, biraz rahatlatıcı bir etki yaratıyor."
Otobüsün kapsadığı alanı genişleterek, uygun katılımcı örneği daha çeşitli hale geliyor. "Araştırma açısından daha uzaktan gelen insanları da dahil ederek daha fazla çocuk da dahil edebiliriz," diyor Hiralal. "Artık ülke genelinde dolaşmaya başlayabiliyorsunuz ve örneğiniz genellikle daha genel geçerli hale geliyor."
Mobil laboratuvarların her zaman araçlarda bulunması gerekmez. Hastalık salgınlarını hafifletme ve araştırma faaliyetlerinde yardımcı olan Doğu Afrika Topluluğu mobil laboratuvar ağı, ortak devletler arasında dağıtılabilecek kutu tabanlı laboratuvarlardan oluşur.
Güç mücadeleleri
Mobil laboratuvarlar bilimsel sürecin bazı yönlerini daha kolay ve daha standart hale getirse de, bir dizi zorlukla da geliyor.
"Çalıştığı zaman gerçekten ödüllendirici," diyor DeCarlo. "Ama mobil laboratuvarda bir şey bozulduğunda, onu çıkarmak, parçalamak, yeniden birleştirmek için çalışmanız gerekir ve bu da bazı temel bakımları yapmayı zorlaştırır."
Mobil laboratuvarlar için, sabit bir laboratuvarınkinden farklı özel dikkate alınması gereken noktalar ve lojistik vardır. "Bu, park yeri ile başlıyor," diyor Leisch. "Aslında 25 tonluk, 12 metre uzunluğunda bir römork için park yeri gerekiyor." Alan ayrıca laboratuvar ekipmanının hizalı olması için düz olmalıdır.
Sonra ekipmanı nasıl güçlendireceğimiz sorusu ortaya çıkıyor. AML, yerel elektrik şebekesinden ve sudan yararlanıyor, bu nedenle her yere gitmeden önce ekibin bunlara erişmenin bir yolunu sağlaması gerekiyordu. Ancak diğer mobil laboratuvarlar, araçları gezdirirken enstrümanlarını çalıştırmak için jeneratörlere veya güneş enerjisine güveniyor. Ekipman ayrıca ısı yayabilir, bu nedenle soğutma mekanizması gereklidir.