Kamikaze Bakteriler Yeni Keşfedilen Tehlikeli Bir Patlama Biçimi
K amikaze Bakteriler Yeni Keşfedilen Tehlikeli Bir Patlama Biçimi
Yerküre üzerinde bulunan canlılar arasında beyni olmayan formların astıbilir yeteneklere sahip olduklarına dair birçok örnek mevcuttur. Bu durum bilim kurgu filmlerinden fırlamış bir kabus senaryosu gibi gelebilir ancak bazı bakteriler kamikaze kimyasal savaşlar yürüterek inanılmaz şeyler başarabilmektedir. Patojen bakteriler, zehirlerini salgılayarak biz insanlara hastalık bulaştırırlar. Bu noktada, daha küçük zehir moleküllerinin salınımı oldukça iyi anlaşılmasına rağmen daha büyük zehir moleküllerinin salınım yöntemleri genellikle gizemini korumuştur. Ancak son zamanlarda, Max Planck Moleküler Fizyoloji Enstitüsü Direktörü Stefan Raunser ve ekibi, böcekleri hedef alan Yersinia entomophaga isimli patojen bakterinin nasıl büyük moleküllü zehrini salgıladığını nihayet keşfettiler.
Yapılan bir araştırmada, "asker hücreleri"nin kendilerini feda ederek kurbanlarına zehri patlatarak salgıladıkları keşfedilmiştir. Araştırmacılar, "YenTc, bu yeni kurulan salgılama sistemi kullanarak eukaryotik toksinlerin bir örneği gibi görünüyor" dedi.
Y. entomophaga, besinleri üzerinde yaşayan Yersinia cinsine aittir ve veba bakterilerinin akrabasıdır. Bu bakteriler, Tc toksinleri olarak bilinen zehirleri üretirler. Bu moleküller bakteriyel toksinler açısından oldukça büyüktür ve genellikle diğer bakteri hücre zarlarından kaçarak konak organizmayı hasara uğratmadan geçmelidir. Raunser, daha önce yaptığı bir çalışmada Tc toksin moleküllerinin bakteri dışında da var olduğunu bulmuştu. Şimdi ise bu moleküllerin bakteri dışına nasıl çıktığını ve ne zaman çıktığını görmek istemiştir.
Araştırmacılar, Y. entomophaga'nın YenTC'yi salgılama ideali olan ortamın ne olduğunu bulmak için bakterileri asidik (PH 7'nin altında) ve alkalik (PH 7'nin üstünde) ortamlara yerleştirmişlerdir. Bakteriler asidik ortamda fazla miktarda salgılamadılar, ancak alkalin ortamda (bazik ortam) çok iyi büyüdüler ve PH seviyesi arttıkça daha fazla toksin salgıladılar. Bir böceğin daha alkalik ortamı, genellikle bağırsağın orta son kısmında bulunmaktadır. Bu nedenle, bakterilerin bu bölgeye ulaştığında toksinin çoğunun serbest bırakıldığı düşünülmektedir.
YenTc'nin nasıl salgılandığı daha zor belirlenmiştir. Araştırma ekibi toksini daha yakından incelemek için kütle spektrometresi kullandığında, toksinin bir şeyden yoksun olduğunu fark etmişlerdir Proteini hücre dışına taşımak için bakteriye sinyal veren bir sinyal dizisi yoktu. Sinyal dizileri, ayrıca sinyal peptitleri olarak da bilinir ve proteini (toksinler proteindir) bir komplekse bağlamak ve bunları itererek hücre dışına itmekten sorumludur. Ancak YenTC'nin, toksinlerini konak organizmaya ihraç etmek için bir sinyal dizisine ihtiyaç duymadığı anlaşılmıştır.
Bununla birlikte, bu böcek öldürücü, en güçlü toksini YenTc'yi nasıl salgıladığı belirlenemez hale gelmiştir. Bu toksin, bir sinyal dizisine sahip olmamakla birlikte, bakteri diğer toksinleri salgılamak için farklı salgılama sistemlerine sahiptir. Raunser, gen düzenlemesi kullanarak bu salgılama sistemlerini devre dışı bırakarak hangisinin YenTc'yi salgılamakla sorumlu olduğunu belirleyebileceğini düşünmüştür. Y. entomophaga'daki her salgılama sistemi devre dışı kaldıktan sonra bakteri hala YenTc salgılayabilmekteydi.
Araştırmacılar, bakterinin toksinini salgılamasını gözlemlemek için floresan mikroskopi kullanmıştır. Toksini üreten gene sahip bir floresan proteinin genini toksin genine yerleştirerek bakteri toksin oluşturduğunda parlamasını sağlamışlardır. Tüm Y. entomophaga hücreleri YenTc üretmemiş olsa da, onu üreten (ve dolayısıyla parlayan) hücreler genellikle daha büyük ve daha yavaş hareket eden hücrelerdi. Salgılamayı tetiklemek için PH yükseltildiğinde, üretmeyen hücreler işlerine devam ederken, YenTc ifadesi yapmış hücreler sadece dakikalar içinde çöker ve toksini salgılarlar.
Bu, hücre duvarlarının veya zarlarının yırtılmasıyla birlikte toksinlerin salınması anlamına gelen bir litik salgılama sistemidir. "Bu öz yıkıcı iş birliği örneği, YenTc salgılanmasının, tipik bir salgılama süreci olmayan ancak toksin salgılamaya adanmış bir kontrol edilmiş lizisin sonucu olduğunu açıklar," araştırmacılar aynı çalışmada belirtti.
Yersinia, insanoğlunu yaralayan tüberküloz ve veba gibi hastalıklara neden olan patojen bakteriler içermektedir. Bir Yersinia türünün salgılama mekanizması keşfedildiğine göre, Raunser diğerlerini ve diğer patojen türleri daha ayrıntılı bir şekilde incelemeyi ve aynı litik mekanizmayı kullanan başka bakteri türlerinin olup olmadığını görmeyi istemektedir.
Y. entomophaga'nın patlayan hücrelerinin keşfi, ileride kamikaze hücrelere yönelik insan tedavileri anlamına gelebilir. Bu arada, en azından biz böcekler olmadığımız için biraz rahatlayabiliriz.
Yerküre üzerinde bulunan canlılar arasında beyni olmayan formların astıbilir yeteneklere sahip olduklarına dair birçok örnek mevcuttur. Bu durum bilim kurgu filmlerinden fırlamış bir kabus senaryosu gibi gelebilir ancak bazı bakteriler kamikaze kimyasal savaşlar yürüterek inanılmaz şeyler başarabilmektedir. Patojen bakteriler, zehirlerini salgılayarak biz insanlara hastalık bulaştırırlar. Bu noktada, daha küçük zehir moleküllerinin salınımı oldukça iyi anlaşılmasına rağmen daha büyük zehir moleküllerinin salınım yöntemleri genellikle gizemini korumuştur. Ancak son zamanlarda, Max Planck Moleküler Fizyoloji Enstitüsü Direktörü Stefan Raunser ve ekibi, böcekleri hedef alan Yersinia entomophaga isimli patojen bakterinin nasıl büyük moleküllü zehrini salgıladığını nihayet keşfettiler.
Yapılan bir araştırmada, "asker hücreleri"nin kendilerini feda ederek kurbanlarına zehri patlatarak salgıladıkları keşfedilmiştir. Araştırmacılar, "YenTc, bu yeni kurulan salgılama sistemi kullanarak eukaryotik toksinlerin bir örneği gibi görünüyor" dedi.
Y. entomophaga, besinleri üzerinde yaşayan Yersinia cinsine aittir ve veba bakterilerinin akrabasıdır. Bu bakteriler, Tc toksinleri olarak bilinen zehirleri üretirler. Bu moleküller bakteriyel toksinler açısından oldukça büyüktür ve genellikle diğer bakteri hücre zarlarından kaçarak konak organizmayı hasara uğratmadan geçmelidir. Raunser, daha önce yaptığı bir çalışmada Tc toksin moleküllerinin bakteri dışında da var olduğunu bulmuştu. Şimdi ise bu moleküllerin bakteri dışına nasıl çıktığını ve ne zaman çıktığını görmek istemiştir.
Araştırmacılar, Y. entomophaga'nın YenTC'yi salgılama ideali olan ortamın ne olduğunu bulmak için bakterileri asidik (PH 7'nin altında) ve alkalik (PH 7'nin üstünde) ortamlara yerleştirmişlerdir. Bakteriler asidik ortamda fazla miktarda salgılamadılar, ancak alkalin ortamda (bazik ortam) çok iyi büyüdüler ve PH seviyesi arttıkça daha fazla toksin salgıladılar. Bir böceğin daha alkalik ortamı, genellikle bağırsağın orta son kısmında bulunmaktadır. Bu nedenle, bakterilerin bu bölgeye ulaştığında toksinin çoğunun serbest bırakıldığı düşünülmektedir.
YenTc'nin nasıl salgılandığı daha zor belirlenmiştir. Araştırma ekibi toksini daha yakından incelemek için kütle spektrometresi kullandığında, toksinin bir şeyden yoksun olduğunu fark etmişlerdir Proteini hücre dışına taşımak için bakteriye sinyal veren bir sinyal dizisi yoktu. Sinyal dizileri, ayrıca sinyal peptitleri olarak da bilinir ve proteini (toksinler proteindir) bir komplekse bağlamak ve bunları itererek hücre dışına itmekten sorumludur. Ancak YenTC'nin, toksinlerini konak organizmaya ihraç etmek için bir sinyal dizisine ihtiyaç duymadığı anlaşılmıştır.
Bununla birlikte, bu böcek öldürücü, en güçlü toksini YenTc'yi nasıl salgıladığı belirlenemez hale gelmiştir. Bu toksin, bir sinyal dizisine sahip olmamakla birlikte, bakteri diğer toksinleri salgılamak için farklı salgılama sistemlerine sahiptir. Raunser, gen düzenlemesi kullanarak bu salgılama sistemlerini devre dışı bırakarak hangisinin YenTc'yi salgılamakla sorumlu olduğunu belirleyebileceğini düşünmüştür. Y. entomophaga'daki her salgılama sistemi devre dışı kaldıktan sonra bakteri hala YenTc salgılayabilmekteydi.
Araştırmacılar, bakterinin toksinini salgılamasını gözlemlemek için floresan mikroskopi kullanmıştır. Toksini üreten gene sahip bir floresan proteinin genini toksin genine yerleştirerek bakteri toksin oluşturduğunda parlamasını sağlamışlardır. Tüm Y. entomophaga hücreleri YenTc üretmemiş olsa da, onu üreten (ve dolayısıyla parlayan) hücreler genellikle daha büyük ve daha yavaş hareket eden hücrelerdi. Salgılamayı tetiklemek için PH yükseltildiğinde, üretmeyen hücreler işlerine devam ederken, YenTc ifadesi yapmış hücreler sadece dakikalar içinde çöker ve toksini salgılarlar.
Bu, hücre duvarlarının veya zarlarının yırtılmasıyla birlikte toksinlerin salınması anlamına gelen bir litik salgılama sistemidir. "Bu öz yıkıcı iş birliği örneği, YenTc salgılanmasının, tipik bir salgılama süreci olmayan ancak toksin salgılamaya adanmış bir kontrol edilmiş lizisin sonucu olduğunu açıklar," araştırmacılar aynı çalışmada belirtti.
Yersinia, insanoğlunu yaralayan tüberküloz ve veba gibi hastalıklara neden olan patojen bakteriler içermektedir. Bir Yersinia türünün salgılama mekanizması keşfedildiğine göre, Raunser diğerlerini ve diğer patojen türleri daha ayrıntılı bir şekilde incelemeyi ve aynı litik mekanizmayı kullanan başka bakteri türlerinin olup olmadığını görmeyi istemektedir.
Y. entomophaga'nın patlayan hücrelerinin keşfi, ileride kamikaze hücrelere yönelik insan tedavileri anlamına gelebilir. Bu arada, en azından biz böcekler olmadığımız için biraz rahatlayabiliriz.