Greg Gage: It's an age-old pursuit of all parents, getting their kids to eat their vegetables. But getting them to eat cookies or ice cream is relatively easy, and that's because our brains prefer sweetness. Now, there's a new technology called optogenetics which may be able to trick our taste buds, for instance preferring vegetables over sweets. We're going to try this today using fruit flies.
Greg Gage: Tüm ebeveynlerin asırlık bir arayışı çocuklarının sebzelerini yemelerini sağlamak. Ancak kurabiye veya dondurma yemeye ikna etmek oldukça kolaydır ve bunun nedeni beynimizin tatlılığı tercih etmesi. Sebzeleri tatlılara tercih etmek gibi, damak tadımızı kandırabilen optogenetik adı verilen yeni bir teknoloji var. Bunu bugün meyve sinekleri kullanarak deneyeceğiz.
[DIY Neuroscience]
[DIY Nörobilim]
The reason why we experiment with fruit flies is they have a small enough nervous system that gives us a fighting chance to really understand what's going on. And believe it or not, their taste buds are very similar to ours. But before we try to manipulate their taste preferences, we need to establish: What is the baseline of the fruit fly? What does it prefer? We call this a control experiment. Spencer's been hard at work doing this.
Meyve sineklerini denememizin nedeni bize ne olup bittiğini gerçekten anlamak için savaşma şansı veren yeterince küçük bir sinir sistemine sahip olmaları. Onların tat tomurcukları bizimkine çok benziyor. Ancak tat tercihlerini değiştirmeye çalışmadan önce şunu belirlemeliyiz: Meyve sineğinin temeli nedir? Neyi tercih eder ? Buna kontrol deneyi diyoruz. Spencer bunu yapmak için çok çalışıyor.
OK, Spencer, let's do our first experiment. We want to test to see if fruit flies prefer bananas or broccoli. So what do we need?
Tamam Spencer, ilk deneyimizi yapalım. Meyve sineklerini muz veya brokoli tercih edip etmediğini test etmek istiyoruz. Peki neye ihtiyacımız var?
Spencer Brown: So we need the fly pad, which is basically an iPad for flies. It measures the touch.
Spencer Brown: Temelde sinekler için bir iPad olan fly pad'e ihtiyacımız var. Dokunuşu ölçer.
GG: You put a fly in each chamber?
GG: Her odaya sinek mi koydunuz?
SB: Yeah. Inside, we'll offer them banana and broccoli to see which one they prefer.
SB: Evet. İçeride hangisini tercih ettiklerini görmek için onlara muz ve brokoli vereceğiz.
GG: In order to count how many times the fruit fly eats a banana versus the broccoli, these chambers have been outfitted with a small electrode that sends data to a computer. And so what were your findings on banana versus broccoli?
GG: Meyve sineğinin brokoli yerine muz yediğini saymak için bu odalar bir bilgisayara veri gönderen küçük bir elektrotla donatıldı. Peki muza karşı brokoliye ilişkin bulgularınız nelerdi?
SB: I found that the flies visited banana the most.
SB: Sineklerin en çok muzu ziyaret ettiğini öğrendim.
GG: Both were there, but like most kids, they choose not to eat the broccoli, and they go switch to something sweeter.
GG: İkisi de oradaydı ama çoğu çocuk gibi brokoli yememeyi seçiyorlar ve daha tatlı bir şeye geçiyorlar.
GG: Now a quick background on how taste works. Taste buds are made up of specialized neurons called taste receptors. When we eat something that triggers a particular taste, those taste neurons will fire a signal to the brain. This allows our brain to know what's sweet and what's bitter. So when a fruit fly eats a banana, its sweet taste neurons will fire. But when it eats broccoli, those same neurons stay pretty quiet. But what if we could force those sweet-tasting neurons to fire every time the fruit fly eats broccoli? We may be able to get the fruit fly to like broccoli as much as banana.
GG: Tadın nasıl çalıştığına dair hızlı bir arka plan. Tat tomurcukları, tat reseptörleri adı verilen özel nöronlardan oluşur. Belirli bir tadı tetikleyen bir şey yediğimizde, bu tat nöronları beyne bir sinyal gönderecek. Bu, beynimizin neyin tatlı neyin acı olduğunu bilmesini sağlar. Yani bir meyve sineği bir muz yediğinde, tatlı tadı nöronları ateşlenir. Ancak brokoli yediğinde, aynı nöronlar oldukça sessiz kalıyor. Peki ya meyve sineği her brokoli yediğinde tat alma nöronlarını ateşlemeye zorlasaydık? Meyve sineğinin muz kadar brokoliyi sevmesini sağlayabiliriz.
Enter optogenetics. This is the revolutionary new tool that's taking neuroscience by storm, and in this case, "opto" means light and "genetic" refers to the fact that these fruit flies have been modified to contain a special gene that makes only certain neurons respond to light. In our case, we've added the special gene to the sweet taste receptors.
Optogenetiğe girin. Bu, sinirbilimi fırtına gibi alan devrim niteliğindeki yeni bir araçtır ve bu durumda "opto" ışık anlamına gelir ve "genetik", bu meyve sineklerinin yalnızca belirli nöronların ışığa tepki vermesini sağlayan özel bir gen içerecek şekilde değiştirildiğini ifade eder. Bizim durumumuzda, tatlı tadı reseptörlerine özel geni ekledik.
Now here's the fun part. Optogenetics means that we can control these special neurons whenever they're exposed to a bright-colored light, causing them to send messages to the brain. In this experiment, we're going to have these modified fruit flies choose between banana and broccoli again, only this time, every time the fruit fly eats the broccoli, we're going to trigger a big bright red light. And when the channels see that red light, they're going to open up, and they're going to cause that neuron to fire, and the sweet taste message will be sent to the brain.
Şimdi işte eğlenceli kısım. Optogenetik, bu özel nöronları parlak renkli ışığa maruz kaldıklarında kontrol edebilmemiz, beyne mesajlar göndermelerine neden olabilmemiz anlamına gelir. Bu deneyde, bu değiştirilmiş meyve sineklerinin tekrar muz ve brokoli arasında seçim yapmasını sağlayacağız ancak bu sefer meyve sineği brokoliyi her yediğinde, büyük bir parlak kırmızı ışığı tetikleyeceğiz. Kanallar o kırmızı ışığı gördüklerinde açılacaklar ve bu nöronun ateşlenmesine neden olacaklar ve tatlı tat mesajı beyne gönderilecek.
How do you get them out?
Onları nasıl çıkarırsınız?
SB: So we're going to be using a mouth aspirator, so it's just two straws put together.
SB: Bir ağız aspiratörü kullanacağız. yani sadece iki pipet bir araya getirildi.
GG: So it's a fancy name for a straw.
GG: Yani pipet için süslü bir isim.
SB: Basically.
SB: Doğru.
GG: So you're going to suck those out. Have you ever sucked up a fly before?
GG: Yani bunları içine çekeceksin. Daha önce hiç sinek içine kaçtı mı?
SB: Once or twice.
SB: Bir veya iki kez.
GG: There we go. You got all four. OK, perfect. So you're going to turn on your OptoStimmers here. You're going to park the light right on top of the chambers. So now we sit here and we wait for them to eat broccoli, and then when the light fires, they're going to think it's tasting something sweet.
GG: İşte başlıyoruz. Dördünü de aldın. Tamam mükemmel. Böylece OptoStimmer'larınızı burada açacaksınız. Işığı odaların tam üstüne park edeceksiniz. Şimdi burada oturuyoruz ve brokoli yemelerini bekliyoruz ve sonra ışık yandığında tadının tatlı bir şey olduğunu düşünecekler.
Come on. Oh, he's getting closer. Come on. It tastes good now.
Haydi. Oh, yaklaşıyor. Haydi. Şimdi tadı güzel.
SB: It's about to.
SB: Olmak üzere.
GG: Oh, he's back. All right! All right, so now we see that some of these flies are switching over from the banana to the broccoli.
GG: Oh, geri döndü. Tamam! Pekâlâ, şimdi bu sineklerin bazılarının muzdan brokoliye geçtiğini görüyoruz.
SB: Exactly, yeah.
SB: Kesinlikle evet.
GG: Every time this light goes off, that means that they think they're tasting something sweet.
GG: Bu ışık her söndüğünde, tatlı bir şeyler tattıklarını düşündükleri anlamına geliyor.
SB: Yeah. So this guy's really going after it.
SB: Evet. Bu adam gerçekten onun peşinden gidiyor.
GG: So we saw that we were able to rescue broccoli and make it just as appealing as banana to our fruit flies. And we're able to replicate these same results in all of our experiments. So the question is: Can we do the same thing in humans? Well, that depends on a number of items. First, do optogenetic tools even work in humans? And that looks like the answer is yes, and in fact, clinical trials are already being planned that will treat chronic pain and blindness using optogenetics. And the next question is, can we easily trigger a light source so that every time we eat vegetables, it will go off? For that, I'm afraid at least at this time, the answer is still no. But today, we got to witness just a taste of optogenetics and its amazing potential.
GG: Brokoliyi kurtarabildiğimizi ve meyve sineklerimiz için onu muz kadar çekici hâle getirebildiğimizi gördük. Ve bu aynı sonuçları tüm deneylerimizde tekrarlayabiliyoruz. Yani soru şu: Aynı şeyi insanlarda da yapabilir miyiz? Bu birkaç maddeye bağlıdır. Birincisi, optogenetik araçlar insanlarda bile işe yarıyor mu? Cevap evet gibi görünüyor ve aslında optogenetik kullanarak kronik ağrı ve körlüğü tedavi edecek klinik deneyler planlanıyor. Ve sonraki soru, bir ışık kaynağını her sebze yediğimizde sönecek şekilde kolayca tetikleyebilir miyiz? Bunun için korkarım en azından şu anda, cevap hâlâ hayır. Ancak bugün, optogenetiğin tadına ve şaşırtıcı potansiyeline tanık olduk.
(Music)
(Müzik)