Bilimadamları Ölümcül Bir Silah Olan Bakteriyel Toksinlerin Gizemini Öğrendiler
İlk üç boyutlu fotoğraflar, toksinleri hücre içine enjekte eden ve antibiyotik direnci artıran bakteri makinesi hakkında daha önceden bilinmeyen gerçekleri ortaya koyuyor.
Uzmanların tahminine göre; 2050 yılına kadar antibiyotiğe karşı dirençli bakteriler kanser gibi bir çok ölümcül hastalığa sebep olacaklar. İlk zamanlardan beri, Caltech bilimadamları, bu bakterilerin üç boyutlu moleküler yapısının resmini çizdiler. Bu üç boyutlu yapılar, toksin etkili bakteri hücrelerini insan hücresinin içerisine adeta pompalarlar ve antibiyotiğe dirençli olan genleri yok ederler. Bu üç boyutlu mimari yapı, toksin etkili bakterilerle mücadele etmek için atılan ilk adımdır.
Bu çalışma, Howard Hughes Tıp Enstitüsü araştırmacısı biyolog ve biyofizikçileri tarafından yürütülmektedir. Çıkarılan makaleler ise, EMBO (Avrupa Moleküler Biyoloji Organizasyonu) Raporları’ nda 23 Mart tarihinde ilk kez canlı yayınlandı.
Araştırmacılar, Legionella denilen bu bakteri türünü özel bir şekilde incelediler. İnceledikleri bu bakteriler lejyoner (klima hastalığı) hastalığına sebep olan bakterilerdir. Şiddetli zatürreye sebep olabilmektedir. Legionella bakterisi, insan hücresine saldırdığı zaman, hücreyi vezikülle ile sarar ve Tip IV olarak da bilinen salgı sistemi molekül yapısını salgılar. Moleküler makine de denilen bu yapı, bakteri hücre membranlarının içine oturur ve insan hücresine ateş eder, hücre yollarını ve hücre savunmasını ezerek durdurmaya başlar.
Bazı Tip IV salgı sistemlerinin bakteri popülasyonu, bakteriyel dirençli genlerin yayılmasınında aracı olarak da görev yapar.
“Tip IV sisteminin yapısını anlamak yeni antibiyotiklerin gelişimini etkisiz bırakmak için çok önemlidir.” Diyor akademisyen yazar Debnath Ghosal. “Bu çalışma sadece Legionalla bakteri hücresinin gizemine odaklanırken, pek çok bakteri tarafından da benzer bir makine kullanılıyor. (patojen bakterileri gibi) Patojen bakteriler, mide kanseri, Q ateşi ve boğmacaya sebep olurlar.
Bu yapı, 40 nm çapında ve insan gözüyle görülemeyecek kadar 1000 kat daha küçük boyuttadır. Araştırmacılar, elektron kriyo tomografisi adı verilen cihaz ile bir teknik geliştirdiler. Bu yöntemle, bakteriler canlı bir şekilde dondurulmuş ve iki boyutlu fotoğraf serileri oluşturmak için güçlü elektron mikroskopu altında döndürülmüştür. Bu iki boyutlu fotoğraflar, üç boyutlu fotoğrafların içine dijital olarak kurulabilir. Bu yöntem Tip IV salgı makinesinin ilk fotoğrafıdır.
Bu fotoğraf, tıpkı bir Wi-Fi sembolü gibi eş merkezli kemerler dizisi şeklini alır. Bu yapılar, makineyi engelleyebilecek ilaç tasarım çalışmalarına yardımcı olabilir. Bu ilaçların gelişimi, ilaç salgı sisteminin çekirdek protein yapısını devre dışı bırakabilir diye belirtiyor Ghosal. Ve de insan hücresinin bakteriyel enfeksiyona karşı savaşmasına izin verir diyerek ekliyor.
“Kullanılan bir çok antibiyotik, hücresel kılıf hasarlarını onarma girişiminde bulunur. Bu hücresel kılıf, bakteri hücrelerinin etrafını sarar ve kopyalanmasını engeller. “ diyor Jensen. Örneğin Tip IV salgı sistemi gibi, bakteri hücrelerinin farklı hedef yönlerini geliştiren bakteri hücrelerinin farklı hedef yönlerini belirler ve enfeksiyonları durdurmak için olanak sağlar.
Yayınlanan makalenin başlığı “ Legionella Dot/Icm İn Tip IV Salgı Sisteminin Elektron Kriyo Tomografisi İle Yapısının İncelenmesi” dir. Ghosal ve Jensen’ e ek olarak; akademisyenler, Caltech araştırmacı bilimcisi Yi Wei Chang, Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi ve Florida Üniversitesi’nden Kwang Cheol Jeong ve Washington Üniversitesi Tıp Fakültesi’ nden Joseph Vogel’ de yardım etmişlerdir. Finansman ise, Ulusal Sağlık Enstitüleri ve Ulusal Allerji ve Enfeksiyon Hastalıkları Enstitüsü tarafından sağlanmıştır.
Kaynak : caltech.edu
