Nanoteknoloji Bakteriyel Mekanizmanın Gizemini Bozuyor
Karboksizomun bir gösterimi
Liverpool Üniversitesi’nde yapılan ve Nanoscale dergisinde yayınlanan yeni bir araştırmada, karbondioksidi fotosentez yoluyla şekere dönüştürme kapasitesinde olan bakterilerdeki protein mekanizmasını ve yapısal özelliklerini incelendi.
Siyanobakteriler, -yeşil bitkilere benzer olarak- fotosentez süresince oksijen ve enerji üreten bir filumdur. Bu yapılar, okyanus ve tatlı sularda en çok bulunan organizmalardandır. Siyanobakterideki bu benzersiz iç mekanizma, organizmaların karbondioksidi şekere dönüştürmesini sağlar ve küresel biyokütle ve çevremiz üzerinde etkileri olmaktadır.
Karboksizomlar, farklı türdeki bazı protein ve enzimlerden yapılan nano ölçekli çok düzlemli yapılardır. Bugüne kadar, bu mekanizmaların nasıl oluştuğuna ve yapılanmasının karbon sabitleme faaliyetlerini sürdürdüğüne dair çok az şey biliniyordu.
Royal Society Üniversitesi Araştırma Görevlisi Dr Luning Liu liderliğinde, Entegratif Biyoloji Enstitüsü’nden araştırmacılar; karboksizomların doğal yapısı ve mekanik sertliğini, gelişmiş mikroskoplar ve biyokimyasal yaklaşımlar ile derinlemesine incelediler.
Araştırmacılar ilk seferde siyanobakterilerden biyokimyasal olarak aktif karboksizomları saflaştırmayı ve karbon fiksasyon aktivitesini ve protein yapısını tanımlamayı başardılar. Elektron mikroskobunu ve atomik kuvvet mikroskobunu, bakteriyel mekanizma morfolojisi ve iç protein yapısını gözlemlemek için kullandılar.
Dahası, iç boyutlu yapıların mekanik özellikleri ilk kez belirlendi. Yapısal olarak polihedral virüsleri andırmasına rağmen, karboksizomlar daha yumuşak ve yapısal olarak daha esnektir ki bu da bakterideki oluşum enerjisi ve düzeni ile ilgilidir.
Dr. Lui, ‘Bu nano yapılarla ilk kez karşılaşmamız ve Üniversite’deki son güncel teknikleri kullanarak bu yapıların kendi kendilerini nasıl düzenlediğini ve şekillendirdiğini anlamamız gerçekten heyecan verici. Bulgularımız, doğal karboksizomların yapısı ve işlevi arasındaki ilişkiye dair yeni ipuçları sağlıyor.‘ diyor.
Karboksizomların kendi kendine montajı ve modülerlik özellikleri; nano uzmanları, sentetik biyologlar ve biyomühendisler için ilgi çekici sistemler haline getirmektedir. Ve onlar, yeni nanomalzemeler ve nano-biyoreaktörler tasarlamayı umuyorlar.
Dr. Lui, ‘Şu an bakteri mekanizmasının nasıl oluştuğunu ve doğada ne işe yaradığını anlamaya çalışıyoruz. Uzun vadede vizyonumuz, bir sonraki adımda biyomekanizmanın daha iyi tasarım ve mühendisliğini kullanmaktır. Bilgi ve teknikler diğer biyolojik mekanizmalarla genişletilebilir.’ diyor.
Kaynak : sciencedaily.com
