Patescibacteria, hayatta kalma biçimlerini anlamakta zorlandığımız bir grup şaşırtıcı küçük mikroptur. Bilim insanları sadece birkaç türünü yetiştirebilmektedir ancak bu bakteriler birçok ortamda bulunan çeşitli bir gruptur.
Araştırmacıların laboratuvarda yetiştirebildikleri birkaç Patescibacteria türü başka, daha büyük bir konak mikrobun hücre yüzeylerinde bulunur. Patescibacteria genel olarak proteinleri oluşturan amino asitler, membranları oluşturan yağ asitleri ve DNA’daki nükleotidler gibi yaşam için gerekli birçok molekülü üretmek için gerekli genlerden yoksundur. Bu durum araştırmacıları, birçoğunun büyümek için diğer bakterilere ihtiyaç duyduğunu düşünmeye itmiştir.
Cell dergisinde 7 Eylül’de yayımlanan bir çalışmada araştırmacılar, alışılmadık Patescibacteria yaşam tarzının ardındaki moleküler mekanizmalara ilk bakışı sunuyor. Bu atılım, bu bakterileri genetik olarak manipüle etmenin bir yolunun keşfedilmesiyle mümkün oldu ve bu da olası yeni araştırma yönleri dünyasını açan bir ilerleme oldu.
Çalışmaya birçok hesaplama ve sistem analiziyle katkıda bulunan Seattle’daki Sistem Biyolojisi Enstitüsü’nden Nitin S. Baliga, “Metagenomik bize vücudumuzda ve vücudumuzun içinde hangi mikropların yaşadığını söyleyebilse de, DNA sekansları tek başına bize, özellikle daha önce hiç karakterize edilmemiş organizmalar için yararlı veya zararlı faaliyetleri hakkında fikir vermez” dedi.
“Patescibacteria’yı genetik olarak pertürbasyona uğratma yeteneği, hayatta kalmak için başka bir organizma üzerinde yaşamak zorunda olan organizmalara atıfta bulunarak, zorunlu epibiontların benzersiz biyolojisini hızlı bir şekilde karakterize etmek için güçlü bir sistem analizi merceği uygulama olasılığını ortaya çıkarıyor” diye ekledi.
Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi Mikrobiyoloji Bölümü’nden Joseph Mougous’un laboratuvarı ve Howard Hughes Tıp Enstitüsü tarafından yönetilen çalışmanın başındaki ekip, Patescibacteria ile birkaç nedenden dolayı ilgileniyordu.
Bu bakteriler, çevresel kaynaklardan elde edilen tür bakımından zengin mikrobiyal topluluklarda bulunan genomların geniş ölçekli genetik analizlerinde DNA sekansları ortaya çıkan, tam olarak anlaşılamamış birçok bakteri arasında yer almaktadır. Bu genetik materyal “mikrobiyal karanlık madde” olarak adlandırılır çünkü kodladığı işlevler hakkında çok az şey bilinmektedir.
Cell makalesine göre, mikrobiyal karanlık maddenin potansiyel biyoteknoloji uygulamaları ile biyokimyasal yollar hakkında bilgi içermesi muhtemeldir. Ayrıca bir mikrobiyal ekosistemi destekleyen moleküler faaliyetlerin yanı sıra bu sistemde toplanan çeşitli mikrobiyal türlerin hücre biyolojisine dair ipuçları da barındırıyor.
Bu son araştırmada analiz edilen Patescibacteria grubu Saccharibacteria’ya aittir. Bunlar çeşitli kara ve su ortamlarında yaşarlar ancak en iyi insan ağzında yaşamalarıyla bilinirler. En azından Orta Taş Devrinden beri insan ağız mikrobiyomunun bir parçasıdırlar ve insan ağız sağlığı ile ilişkilendirilmişlerdir.
İnsan ağzında, Saccharibacteria, konakçıları olarak hizmet veren Actinobacteria’nın arkadaşlığına ihtiyaç duyar. Araştırmacılar, Saccharibacteria’nın konakçılarıyla ilişki kurmak için kullandığı mekanizmaları daha iyi anlamak amacıyla, bir Saccharibacterium’un büyümesi için gerekli olan tüm genleri tanımlamak için genetik modifikasyon teknikleri kullandılar.
Mikrobiyoloji Profesörü Mougous, “Bu bakterilerin barındırdığı alışılmadık genlerin işlevlerine dair bu ilk bakışa sahip olduğumuz için son derece heyecanlıyız” dedi. “Gelecekteki çalışmalarımızı bu genler üzerinde yoğunlaştırarak, Saccharibacteria’nın büyümek için konakçı bakterilerden nasıl yararlandığının gizemini çözmeyi umuyoruz.”
Çalışmada ortaya çıkarılan olası konakçı-etkileşim faktörleri arasında, Sakkaribakterilerin konakçı hücrelere bağlanmasına yardımcı olabilecek hücre yüzeyi yapıları ve besinlerin taşınmasında kullanılabilecek özel bir salgı sistemi yer alıyor.
Yazarların çalışmasının bir başka uygulaması da floresan proteinleri eksprese eden Saccharibacteria hücrelerinin üretilmesiydi. Araştırmacılar bu hücrelerle, konakçı bakterileriyle birlikte büyüyen Saccharibacteria’nın hızlandırılmış mikroskobik floresan görüntülemesini gerçekleştirdiler.
Mougous laboratuvarında kıdemli bir bilim insanı olan S. Brook Peterson, “Saccharibacteria-konak hücre kültürlerinin hızlandırılmış görüntülemesi, bu alışılmadık bakterilerin yaşam döngüsündeki şaşırtıcı karmaşıklığı ortaya çıkardı” dedi.
Araştırmacılar, bazı Sakkaribakterilerin konak hücreye yapışarak ve tekrar tekrar tomurcuklanarak küçük yavrular oluşturarak ana hücre görevi gördüğünü bildirdi. Bu küçük yavrular yeni konak hücreler aramaya devam ediyor. Bazı yavrular ana hücre haline gelirken, diğerlerinin bir konakçı ile verimsiz bir şekilde etkileşime girdiği görülmüştür.
Araştırmacılar, ilave genetik modifikasyon çalışmalarının, “bu organizmaların içerdiği mikrobiyal karanlık maddenin zengin rezervleri” olarak tanımladıkları şeyin rollerinin daha geniş bir şekilde anlaşılmasına kapı açacağını ve potansiyel olarak henüz hayal edilmemiş biyolojik mekanizmaları ortaya çıkaracağını düşünüyor. [1]Genetic tools probe microbial dark matter
[cite]
Kaynaklar ve İleri Okuma
| ↑1 | Genetic tools probe microbial dark matter |
|---|
