UNSW Sidney’den bilim adamları yeni bir çalışmada, bakterilerde bulunan doğadaki en eski tekerleğin işler zorlaştığında kendi kendini nasıl tamir edebildiğini gösteriyor.
Bugün Science Advances’te yayınlanan sonuçlar, bakterilerin yüzmesine yardımcı olan eski bir motor olan kamçının, bu küçük organizmaların hareket etme yeteneklerinin sınırlı olduğu durumlara uyum sağlamasına da yardımcı olabileceğini gösteriyor.
Bakteriler, Dünya’nın en eski türleri arasındadır. Bakteriler, insan hücrelerinden sayıca fazla oldukları insan vücudu da dahil olmak üzere hemen hemen her yerde bulunabilen küçük, tek hücreli organizmalardır.
Suda hareket etme yeteneği, mikropların hayatta kalması ve yayılması için gereklidir. Ancak onları hareket ettiren motorların tehlikeli yerlerde hayatta kalmalarına nasıl yardımcı olduğu hakkında pek bir şey bilinmiyor.
Bu, kamçılı bir motoru değiştirmek için CRISPR gen düzenleme teknolojisini kullanan ilk çalışmadır. Genom üzerine bir sodyum motoru inşa etmek için sentetik biyoloji tekniklerini kullanarak sodyumla çalışan bir yüzen bakteri yarattılar. Ardından, ortamda yeterli sodyum olmadığında bakterilerin nasıl değiştiğine baktılar.
Sodyum bir iyon olduğu için elektrik yükü vardır. Bu yük, kamçılı motora iyon kanalları veya statorlar aracılığıyla güç sağlar.
Sonuçlar, statorların flagellar motoru hızlı bir şekilde tamir edebildiğini ve hücreyi tekrar hareket ettirebildiğini gösterdi. Bu sonuçlar biyoloji ve tıp alanlarında yeni keşiflere yol açabilir.
Baş yazar Dr. Pietro Ridone, “Çevresel değişikliklerin iyon kanallarının hızlı tepki vermesine neden olabileceğini gösterdik” diye belirtiyor.
“Böylece, CRISPR düzenlemeleri de hızla geri dönüyor ve flagellar motor gelişiyor ve ardından kendini düzenliyor.”
“Mutasyonları doğrudan statorlarda hemen görmüş olmamız şaşırtıcı ve aynı zamanda bu alandaki gelecekteki araştırma planlarımızın çoğuna ilham veriyor.”
Moleküler makineler ne kadar güçlü
İnsan vücudunda yaklaşık 10.000 farklı türde moleküler makine vardır. Bu makineler vücudun enerjiyi dönüştürmek ve hareket etmek gibi şeyler yapmasına yardımcı olur.
Bir bakteri motoru, insanların nano ölçekte yapabileceklerinden çok daha gelişmiştir. Bir kum tanesinin milyonda biri büyüklüğündeki bir Formula 1 motorundan beş kata kadar daha hızlı kendi kendine monte edilebilir ve dönebilir.
Ortak yazar ve Doçent Matthew Baker, “Bakteriyel yüzmeye güç veren motor, bir nanoteknoloji harikasıdır” diye ekliyor. “Eski ve çok gelişmiş moleküler makineler için mutlak poster çocuğu.”
Profesöre göre, en son sonuçlar, nasıl bir araya getirildikleri ve nasıl adapte oldukları da dahil olmak üzere, moleküler motorların tarihine ilişkin mekanik anlayışımızı geliştirebilir.
“Bu eski parçalar, genel olarak evrimi ve ayrıca hareketliliğin kökenlerini ve evrimini incelemek için güçlü bir sistemdir.”
Araştırma, A/Prof. Baker, bilim adamlarının yeni moleküler motorlar geliştirmelerine yardımcı olacak. Keşifler ayrıca antibiyotik direncini ve hastalık patojenitesini anlamamıza yardımcı olabilir.
A/Prof, “Yaşamın eski tarihine daha fazla ışık tutarak, geleceğimizi daha iyi hale getirmeye yardımcı olabilecek araçlar yaratmak için bilgi ediniyoruz” diyor. Baker, “Bakterilerin gelecekteki iklim değişikliği senaryoları altında nasıl adapte olabileceğine dair içgörülere de yol açabilir.”
Kaynak: 10.1126/sciadv.abq2492
Resim Kredisi: Getty
Kaynak : https://www.revyuh.com/news/science-and-research/scientific-research/unique-self-repair-strategy-found-in-bacteria-surprises-scientists/