Bakteriler Arasında Yatay Gen Transferi Görüntülendi

Bakterilerin evrimleşerek antibiyotiklere direnç kazanma yöntemi olan yatay gen transferi, bilim insanları tarafından ilk kez görüntülendi.

Bakteriler bulundukları ortama hızla uyum sağlarlar. Evrimleşerek antibiyotiklere karşı direnç geliştirirler. İlk kez bu yıl bilim insanları mikropların bu hızlı evrim için kullandıkları mekanizmalardan birini filme aldılar. İki vibrio cholerae bakterisi, yeşil ışık veren bir mikroskop altında incelendi. Elde edilen görüntülerde bakterilerden birinden çıkan kamçı şeklindeki bir uzantı diğer bakteriden bir parça DNA kapıyor ve içine doğru çekiyor.  Burada kamçı şeklindeki uzantıya pili (pillus) adı verilirken bakterilerin farklı bir organizmadan kendi DNA’sındaki evrimlerini hızlandırmak için aldığı genetik materyali birleştirme sürecine yatay gen transferi adı veriliyor. 

Indiana University Bloomington’dan biyolog Ankur Dalia “Yatay gen transferi, bakteriyel türler arasında antibiyotik direncinin gelişmesinin önemli bir yoludur, ancak ilgili yapılar çok küçük olduğu için işlem daha önce hiç gözlemlenememişti. Bu süreci anlamak çok önemliydi. Çünkü bakterilerin DNA’yı nasıl paylaştığını anlama şansımızı artırıyor" diyor. Bir pilusun insan saçından 10.000 kat daha ince olduğu biliniyor. Dolayısıyla bu süreci kaydetmek oldukça zor. Ekip bu görüntülemeyi yapmak için pili ve DNA’yı flüoresan ile boyadıkları yeni bir yöntem geliştirdi. 

Antibiyotik direnci bakteriler arasında çeşitli yollarla aktarılabilir. Yatay gen akatarımı bu yöntemlerden biri. Pili, hücrenin duvarındaki gözeneklerden geçerek bir parça DNA'yı çeker ve daha sonra hassas bir şekilde geri sarılır. Bakteri tarafından DNA çevre ortamdan alınarak da dönüşüm gerçekleşebilir. Bakteri öldüğünde parçalanır ve DNA’ları ortama yayılır. Bunun üzerine diğer bakteriler, bu DNA’ları toplar ve kendisininkiyle birleştirir. Eğer ölen bakterinin antibiyotiklere karşı direnci varsa, onunla DNA’sını birleşen bakteri de bu direnci geliştirir ve kendi yavrularına aktarır. Bu şekilde direnç bir orman yangını gibi tüm popülasyona hızlıca yayılır. 

Bu çok büyük bir problem, çünkü CDC'ye göre, ABD'de antibiyotik direnci nedeniyle en az 23.000 ölüm meydana geldi. Bilim insanları bakterilerin antibiyotik direncini yaymak için geliştirdikleri mekanizmaları anlayarak bunu önlemeye çalışıyorlar. Bir sonraki hedef "Pili DNA transferini yapmak için diğer bakterinin zarındaki küçük deliği nasıl doğru şekilde buluyor?" sorusuna cevap bulmak. Özellikle sürece dahil olan protein, daha önce görülmemiş bir şekilde DNA ile etkileşime giriyor gibi görünüyor. Araştırma Nature Microbiology dergisinde yayınlandı. 

Kaynak: https://www.sciencealert.com