Virüsler, yok edilmelerini zamanlamak için bakterilerin kimyasal dilini kullanır. Bu, enfeksiyonlarla savaşmanın yeni yollarına sebep olabilir.
İlk deneylerde, VP882 adı verilen virüsün, bakteri olmayan ve teknik olarak canlı bile olmayan bir şey için imkansız olan bir şeyi yapıyor gibi görünüyordu: Ev sahibi bakteri tarafından değiş tokuş edilen moleküler mesajları yakalamak ve en iyi zamanı belirlemek için onları okumak. Tüm bakteri kolonisini yok etmek için… Princeton Üniversitesi’nden moleküler biyolog Bonnie Bassler, “Bilim insanları olarak bu bizim için hayal bile edilemez” diyor.
Sadece VP882 için doğru çıkmadı. Bassler, konakçılarının diğer bakterilerle rutin moleküler iletişimini dinleyen bir bakteri bulaştıran virüs ailesi (bakteriyofajlar veya sadece “fajlar” olarak adlandırılan bir alt grup) olduğunu öğrendi. Bu, VP882’nin öldürme tetikleyicisinin herhangi bir bakteriyi hedef alacak şekilde kolayca manipüle edilebileceği anlamına geliyor, diyor Bassler, bu da virüsün tehlikeli patojenler için ideal bir öldürme makinesine dönüştürülmesi olasılığını ortaya koyuyor.
2009’da Tayvan’daki bilim insanları ilk olarak cholerae ile ilgili bir bakteride VP882’yi buldular. Bassler, bakterinin “muhtemelen birini hasta ettiğini” söylüyor ve hastalığı araştırırken “Araştırmacılar virüse rastladı. Sıraladılar ve bir [DNA] deposuna bıraktılar.” Bassler’in yüksek lisans öğrencisi Justin Silpe bu veri tabanında virüsle karşılaştığında, DPO adı verilen belirli bir molekül için bir reseptörü kodlayan bir gen arıyordu. Cholerae ve ilgili bakteriler, bu molekülü “çoğunluğu algılama” adı verilen bir şey için kullanırlar. Bu, bakterilerin yakınlarda kendi türlerinden kaç tane olduğunu anlamak için kullandıkları bir tür kimyasal “konuşma”dır.
Bakteriler, çevresinde çekirdek algılayan moleküllerin yüksek konsantrasyonunu algıladığında, ev sahibi bir odada yüksek sesle konuşma sesleri duyuyor gibidir. Bassler, “Bu onların, toplu davranışlarda bulunmak için -hastalığa neden olmak gibi- yeterince komşuları olduğunu gösteriyor” diyor. O ve Silpe, DPO reseptörünü cholerae dışındaki bakteri türlerinde bulmayı ummuşlardı. Bunun yerine VP882’de ortaya çıktı. “Çekirdek algılamanın bakterilerle ilgili olması gerekiyor. Ama burada viral bir genom üzerindeydi” diye belirtiyor.
VP882 ile deneyler yaptıklarında Silpe, DPO’suz bir cholerae kolonisinde faj ve bakterilerin barış içinde bir arada var olduğunu fark etti. Ancak “DPO’yu eklediğimiz yerde hücrelerin öldüğünü fark ettik” diyor. “Bu, fajın onları öldürdüğünün açık bir göstergesiydi.” Çekirdek algılama sinyalinin gerçekten de öldürme tetikleyicisi olduğunu doğrulamak için Silpe, VP882’de DPO reseptörünü mutasyona uğrattı ve mutasyona uğramış fajların öldürmediğini gösterdi.
Bunun, virüsün çekirdek algılama bilgisine uyum sağladığını ve bunu etrafta kaç potansiyel kurban olduğunu bulmak için kullandığını söyledi. Virüs yeterli DPO algılarsa, yakınlarda bir büfe var demektir. Bu, VP882’ye ev sahibi bakteriyi yok etmeye başlaması ve kendi kopyalarını koloniye dikkatle göndermesi için sinyal verir. Aksi takdirde VP882 sessizce yatar ve bakterilerin çoğalmasını bekler. Bassler, “Bu harika ve sinsi bir strateji” diyor. “Fajın bir sonraki kurbanını en uygun şekilde bulmasını sağlıyor.”
Massachusetts Institute of Technology’de çalışmaya dahil olmayan bir biyolog olan Mark Mimee, VP882 ile ilgili bu bulgunun “çok harika” olduğunu söylüyor. “Bakterilerini gerçekten dinleyen ve saldırmak için uygun zamanı seçen bu faj casusunu çağrıştırıyor.” Keşfin en ilgi çekici kısımlarından birinin, Bassler ve Silpe’nin VP882’yi genetik olarak nasıl tasarlayabilecekleri olduğunu söylüyor. Çoğu faj, bir konakçı bakterinin nükleoidinin (genomunu oluşturan büyük bir DNA karmaşası) içinde yaşar, ancak VP882 bir plazmit gibi davranır.
Virüsün kendisini tasarlamak söz konusu olduğunda bu çok büyük bir avantaj. Plazmitleri değiştirmek nispeten kolaydır ve araştırmacılar herhangi bir bakteriyi herhangi bir plazmiti kabul etmeye zorlayabilir. Onlarca yıl önce plazmidler keşfedildiğinden beri bunu yapıyorlar. VP882 aynı şekilde davrandığından Bassler ve Silpe, öldürme anahtarını Escherichia coli veya Salmonella‘ya veya yok etmek isteyebilecekleri diğer bakterilere özgü sinyalleri algıladığında açılacak şekilde tasarlayabildiler.
Mimee, bunun faj tedavisindeki bazı sorunları çözebileceğini söylüyor – enfeksiyonları tedavi etmek için fajların kullanılması. Birincisi, çoğu faj yalnızca bir tür bakteriye saldırır. Bu, birçok durumda faj tedavisini biraz daha az çekici hale getirir. “Akciğer enfeksiyonunuz varsa, hangi bakterilerin sorumlu olduğunu zamanında teşhis edemeyebilirsiniz ve doğru fajı seçemeyebilirsiniz” diyor. “Bunun üstesinden gelmek için insanlar farklı fajlardan oluşan kokteyller kullanıyor. Ancak kokteyl üretmek ve ilaç düzenlemelerine uymak çok pahalı.” Faj terapisi, bazı ülkelerde enfeksiyonları tedavi etmek için kullanılır, ancak yetkililerin onaylayabilmesi için her bir fajın titiz ve maliyetli ilaç denemelerinden geçmesi gereken ABD’de kullanılmaz. VP882, her tür bakteriyi öldürmek üzere tasarlanabileceğinden, klinik için faj tedavisi geliştiren araştırmacılar için daha çekici olabilir.
Bassler, VP882’yi son derece kontrollü bir bakteri katiline dönüştürmenin “hayalimiz” olduğunu söylüyor. Silpe “fajı talep üzerine öldürmek için tasarlayabilir. Gerçekten çekici özelliklere sahip.” Ancak VP882’nin gerçek dünyada petri kabında olduğu kadar iyi bir katil olup olmayacağının hiçbir bilgisi yok, diye ekliyor. Her şeyden önce, VP882’nin bilinen tek doğal avı cholerae ve akrabalarıdır. Bu nedenle, bir bilim insanı enfeksiyonu zorlamadan veya daha kapsamlı mühendislik kullanmadan fajın diğer bakteri türlerini enfekte edip etmeyeceği belli değil.
Yine de cholerae her yıl milyonlarca insanı enfekte ediyor. Bassler, “Endüstriyel atık sudaki veya bağırsaktaki cholerae’yı öldürmek ve mikrobiyomdaki (yararlı bakterileri) rahatsız etmemek istiyorsanız,” diyor. [1]“Spy” Virus Eavesdrops on Bacteria, Then Obliterates Them
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
| ↑1 | “Spy” Virus Eavesdrops on Bacteria, Then Obliterates Them |
|---|
