Böcekler için 'öldürücü' bir toksin parklarda yaşıyor. İnsan için bir müttefik olabilir. Bunlar, yağmurdan sonra havaya yayılan o güçlü toprak kokusundan sorumlu olan mikroorganizmalardır. Gezegendeki her bahçede, parkta ve oyun alanında yüzey, Dünya üzerinde en çok bulunan organizmalardan biri olan Streptomyces adı verilen bir bakteri türüyle doludur. Ancak bu tanıdık kokunun molekülleri, toprakta yaşayan bu mikropları üreten kimyasalların buzdağının sadece görünen kısmıdır. Streptomiçesler, dünya çapındaki kliniklerde kullanılan birçok antikanser, bağışıklık sistemini baskılayıcı ve antibiyotik bileşiğinin üretiminden sorumlu olan doğal ilaç fabrikalarıdır.
Ve 'Nature Microbiology' dergisinde yayınlanan yeni bir çalışma, kimyasal repertuarlarının önceden düşünüldüğünden çok daha karmaşık olduğunu öne süren yeni bir parça daha ekliyor. Kanada McMaster Üniversitesi ve Amerikan kurumları Boston Çocuk Hastanesi ve Harvard Tıp Okulu'ndan araştırmacılar, İsveç'teki Stockholm Üniversitesi ve Yale Amerikan Üniversitesi ile işbirliği içinde, tanımladı ve karakterize etti. Streptomyces ailesinin bazı üyeleri tarafından üretilen ve difteriye neden olan öldürücü toksinle çok uzaktan akraba olan yeni bir toksin sınıfıinsanlarda ciddi bulaşıcı enfeksiyon. Difteri toksiniyle yapısal benzerliklere rağmen, yeni keşfedilen bu toksik proteinler insanlarda hastalığa neden olmuyor; bunun yerine çok çeşitli böceklerin 'öldürücüleri'.
Çok eski kökenlere sahiptirler, eserin yazarlarını yeniden yapılandırırlar ve aynı zamanda tarım ve ilaç keşfinin yanı sıra insan sağlığı üzerinde de dolaylı etkileri olabilir.. McMaster Üniversitesi Biyokimya ve Biyomedikal Bilimler Bölümü profesörü ve yeni çalışmanın ortak yazarı Cameron Currie, “Streptomyces antiquus böcek öldürücü proteinler veya Saip adını verdiğimiz bu toksinler yalnızca böcek hücrelerini etkiliyor” diye açıklıyor.
Saiplerin tam olarak neden olduğunu anlamak için yalnızca böceklere zehirlidiraraştırmacılar toksisite için gerekli konakçı faktörleri tanımlamak için genom düzenleme teknolojisini (Crispr) kullandılar. Böcek hücrelerinin genlerini sistematik olarak etkisiz hale getirerek 'Çiçek' adı verilen bir yüzey proteini belirlediler. Bu genin versiyonları diğer organizmalarda mevcut olmasına rağmen, böceğe özgü versiyon Saip için bilinen tek reseptördür. Bu toksinler, bu reseptör olmadan hücrelere giremezler, bu nedenle insanlar üzerinde hiçbir etkileri yoktur.
Biyoinformatik, genomik ve evrimsel analizler yoluyla araştırma ekibi, Streptomyces'in bunları üretme yeteneğini ne zaman geliştirdiğini belirlemek için önceden bilinmeyen bu toksinlerin zaman içindeki görünümünü yeniden yapılandırdı. Keşif şaşırtıcı: Saipler aslında çok eski, 100 milyon yıldan daha eski bir tarihe sahip. Aynı zamanda Michael G. DeGroote Bulaşıcı Hastalıklar Araştırma Enstitüsü üyesi olan ve Kanada üniversitesinde pandemiler üzerine araştırmalar yapan Currie için, Bu toksinlerin eski tarihi, insan hastalıklarının şekillenmesinde potansiyel olarak rol oynamış olma ihtimalini akla getiriyor, ancak uzman bunun hala bir hipotez olduğunu vurguluyor.. “Difteriye neden olan bakterinin toksini uzun zaman önce başka bir bakteri türünden aldığını biliyoruz, dolayısıyla bu Streptomyces toksinlerinin daha sonra difteri toksininin ortaya çıkması için 'kazan' olması mümkündür” diyor. Bilim adamı, tüm Streptomyces türlerinin bu toksinleri üretmediğini belirtiyor: Aslında büyük çoğunluk, böceklerin hem içinde hem de dışında uyum içinde yaşıyor.
Araştırmacılara göre bu yetenek, geniş Streptomyces cinsi içindeki birkaç spesifik evrimsel soyla sınırlı görünüyor. Yeni çalışmanın ortak yazarı, Boston Çocuk Hastanesi'nde araştırmacı ve Harvard Tıp Fakültesi'nde doçent olan Min Dong, “Streptomyces'in öncelikle böceklerle karşılıklı ilişkilere sahip olduğu biliniyor, ancak onlar için muhtemelen patojenik olan bir dizi tür keşfettik” diye açıklıyor. Uzmanlara göre, bu türler doğada son derece uzmanlaşmış bir rol üstlenecek şekilde evrimleşti: “Sadece böcekleri öldürmekle kalmıyorlar, aynı zamanda onları tüketmede olağanüstü derecede verimliler, ölü konakçılarını temel besin kaynağı olarak kullanıyorlar” diye vurguluyor, Harvard'dan Norbert Perrimon ile araştırmada işbirliği yapan Currie.
Streptomyces'in bu özel türleri böcek dokularını ayrıştırdığında, aynı anda güçlü antimikrobiyal kimyasallar üretiyor ve muhtemelen aynı kaynağa çekilen rakip mikropları uzaklaştırıyor. Öyleyse, araştırma ekibi bunların aynı zamanda büyük ölçüde keşfedilmemiş yeni antibiyotik veya tıbbi kullanıma yönelik diğer moleküllerin kaynağını da temsil edebileceklerine inanıyor. Daha önceki araştırmalarda Currie'nin laboratuvarı, Streptomyces'in diğer türleri tarafından üretilen bir dizi umut verici antibiyotik tespit etmişti; bu da uzmanların bu yeni kimyasalların klinik önemi konusunda iyimser olmasını sağlıyor. Currie ayrıca bir Saip'in keşfinin önemli olduğunu çünkü bakteriyel toksinlerin hastalıktaki rollerinin çok ötesinde etkileri olabileceğini belirtiyor. Örneğin, yaygın olarak botoks olarak bilinen botulinum toksininin çeşitli tıbbi ve kozmetik uygulamaları vardır; diğer bakteriyel toksinler ise immünoloji, tarım ve biyoteknolojide kullanılmak üzere kullanılmaktadır.
“Şu anda bu temel bir bilimsel keşif, ancak gelecekte somut pratik uygulamalara sahip olabilir.” Çalışma arkadaşlarıyla birlikte keşfin patentini alan ve özellikle böcek toksinlerinin genellikle yüksek talep gördüğü tarım sektöründe potansiyel ticarileştirme yollarını araştırmaya başlayan Currie, sözlerini şöyle tamamladı:
“Bunun gibi bir toksin sıtmayı ve Batı Nil virüsünü taşıyabilen sivrisinekler gibi insan hastalık vektörlerinin kontrol altına alınmasına yardımcı olabilirveya belki de mahsulleri zararlı böceklerden korumak için kullanılabilir. Çeşitli şekillerde kullanılması mümkündür.” Bu arada, Saips'in daha karmaşık biyolojik bağlamlardaki davranışı incelenmeye devam ediyor ve araştırmacıların toksin üreten Streptomyces suşları tarafından salgılanan antimikrobiyalleri izole ederek klinik potansiyellerini daha iyi anlamalarına olanak tanıyor. Daha sonraki çalışmalar nasıl gelişirse gelişsin, bilim adamları için kesin olan bir şey var: Keşfin kendisi bakteriler hakkında hala öğrenilecek ne kadar çok şey olduğunu gösteriyor. “Dünyada en çok bulunan bakteri gruplarından birinde bu kadar yeni bir şey tanımladıktan ve dünyada inceledikten sonra Currie şu sonuca varıyor: Onlar hakkında aslında ne kadar az şey bildiğimizi vurguluyor: Bu toksin bize, bakterilerin inanılmaz derecede çeşitli organizmalar olduğunu ve bizi şaşırtmaya devam eden yeteneklere sahip olduğunu güçlü bir şekilde hatırlatıyor.”
Bir yanıt yazın