Bir bakteri popülasyonunu çok hücreli bir topluluk olarak düşünürken, çevresel faktörlere karşı homeostazı ve canlılığı korumadaki doğal rollerin anlaşılması çok önemlidir. Kannibalizm, çevredeki besin eksikliğiyle başa çıkma stratejisidir ve Bacillus popülasyonunun hayatta kalmasını sağlar. Her ne kadar kanibalizm Bacillus subtilis‘de iyi araştırılmış olsa da, Bacillus cinsinin diğer türlerindeki mekanizması bilinmemektedir.
Bacillus velezensis SQR9, biyofilm oluşumu yoluyla bitki köklerini verimli bir şekilde kolonize edebilen, iyi çalışılmış faydalı bir rizobakteridir. SQR9 suşu, dallanmış zincirli yağ asitleri olan bacillunoic asitlerin sentetazlarını (BnaD-Y) kodlayan yeni bir genomik ada 3 (GI3); toksik bacillunoic asitlerin transfer etmek için bir ABC taşıyıcı (BnaAB); bir tepki regülatörü (OmpR) ve bir histidin kinaz (OmpS) barındırır.
Yazarlar, bakillunoik asitleri sentezlemeyen (SQR9ΔbnaV, beta-ketoasil sentaz delesyon mutantı) veya bacillunoick asitlere karşı kendi kendine bağışıklıkta eksik olan (SQR9ΔbnaA, ATPaz gen delesyon mutantı) genetik mutantı oluşturarak, biyofilm yoğunluğu açısından biyofilmdeki ölü hücre oranını tespit etmişlerdir ve biyofilmdeki hücre dışı DNA, SQR9ΔbnaA yabani tipten önemli ölçüde daha yüksekti ve SQR9ΔbnaV yabani tipten önemli ölçüde daha düşüktü. Bu da bacillunoic asitlerin biyofilm oluşumunu teşvik eden bir hücre alt popülasyonunda hücre lizisine (kanibalizm) ve eDNA salınımına aracılık ettiğini göstermektedir.
bnaAB operonunun promotör bölgesini gfp raportör geniyle kaynaştırarak, bacillunoic asitlerin bağışıklık geni bnaA’nın ekspresyonunu indükleyebildiğini buldular. Ayrıca, SQR9 suşunun popülasyonunun bacillunoic asit üreten ve üretmeyen hücreler olarak farklılaştığı ve üretmeyenlerin bacillunoic asitlere duyarlı olduğu, üretenlerin ise toksinlere karşı bağışıklık kazandığı gözlemlenmiştir. Dolayısıyla, kanibalizm SQR9 popülasyonunun hücre farklılaşmasında rol oynamaktadır.
Kanibalizm mekanizması ile ilgili olarak yazarlar, bağışıklık genleri bnaAB’ye komşu olan tepki regülatörü geni ompR ve histidin kinaz geni ompS’ye odaklandılar. Bacillunoic asitlerin, TCS’deki (İki bileşenli regülasyon sistemi) OmpR’nin fosforilasyonu (OmpS/OmpR) yoluyla bnaAB operonunun ekspresyonunu düzenlediğini gösterdiler.
Böylece, biyofilm içindeki hücrelerin bir alt popülasyonu kaniballere farklılaşır ve toksik bacillunoic asitler salgılar. Bacillunoic asitlerin aktivasyonu üzerine, TCS’nin tepki regülatörü OmpR (OmpS/OmpR) ABC taşıyıcısı BnaAB’nin transkripsiyonunu aktive ederek bacillunoic asitleri kendini savunma amacıyla hücre dışına pompalar. Dışarı atılan toksinler, bu öz bağışıklıktan yoksun olan toksin üretmeyen kardeşlerini parçalayabilir ve böylece biyofilm oluşumunu teşvik etmek için eDNA’yı serbest bırakabilir.
Özetle, yazarlar bacillunoic asitler aracılı kanibalizmin B. velezensis SQR9’un biyofilm oluşumunu arttırdığını bildirmektedir. İlginçtir ki bu, bir Bacillus suşunun horizontal gen transferi yoluyla kanibalizm yapabilmesini sağlamak için eksiksiz bir unsur seti elde ettiğine dair ilk rapordur. [1]Novel fatty acids-governed cannibalism in beneficial rhizosphere Bacillus enhances biofilm formation[2]Öne çıkan görsel
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
