Aynı genotipten farklı fenotipler mekanizması
Araştırmacılar, aynı genotipe sahip bakterilerin farklı bir fenotipe nasıl bir mekanizma gösterebileceğini ortaya koyuyor.
Bakteriyel nüfus , ilginç bir bulmacadır. İzogenik nüfuslarda denilen tüm bakteriler aynı gene sahiptir. Ama o genler yine de farklı davranırlar. Örneğin ; farklı hızlarda gelişirler. Avusturya Teknoloji ve Bilim Enstitüsü araştırmacıları bulmacanın bir kısmını çözdüler. Bir protein kompleksi hücre dışına antibiyotik gibi birden fazla ilaç pompalayarak Escherichia coli’nin bölünerek hücreyi nasıl arındırdığını çalışarak yaptılar bunu. Bir bakteri ikiye bölünürken pompa proteinlerin dağıtıldığını buldular. Yani bir hücre diğer hücreden pompa proteinleri devralır. Daha fazla pompa proteini devralan bakteri hücreleri düşük antibiyotik konsantrasyonlarında daha hızlı büyür.
Pompa proteinleri bölümlemek , bir bakteri popülasyonunda farklı davranışlar elde etmek için bir yoldur ve antibiyotik direncini geliştirmek için bir basamak olabilir. Bilim dergisinde yayınlanan bu çalışma, bir ikili tarafından yürütüldü. Bir deneysel yazar ; Tobias Bergmiller ve bir teorist; Anna Andersson.
Bakteriyal bir nüfus , hepsi aynı genden yapılmış binlerce bireysel bakteriden oluşuyor. Ancak bu bireyler çok fazla fenotipe sahip olabilir. Mesela ; genetik talimatları nasıl kullanıldığını etkileyen hücreleri rsatgele süreçleri nedeniyle farjlı davranır ve farklı görünürler.
Sitosoldeki proteinler için , hücre içindeki sıvı bu rastgele moleküler işlemler, proteinlerin parça ayrımındaki farklılıkları içerir veya hücre bölünmesi sırasında oluşan iki hücrenin rastgele bölümlenmesidir. Günümüzdeki çalışmada , araştırmacılar hücre zarfında bir protein kompleksinin fenotip çeşitliliğine nasıl katkıda bulunduğuna baktılar. Çalışılan AcrAB-TolC protein kompleksi, Escherichia coli hücreleri dışına ilaç pompalayan ana protein kompleksidir. AcrAB-TolC küme halinde hücre zarfında bulunur. Sitozolün aksine genellikle bu proteinler difüzyonla iyi karıştırılır. Zarfın içindeki proteinleri ayırabilmek için asimetrik şekildedir. Bu kümelerin bazıları hücre kutuplarında oluşur. Escherichia coli gibi uçları çubuk şeklinde bakterilerdir. Bu bakterilerden hücre bölünmesinde doğan bakteriler , kutuplarına bakarak ayrılabilirler. Bir hücre (ana hücre) eski hücre kutbunu, geçiş yapan pompa proteinlerinin sabit kümeler oluşturduğu yerde tutar. Ana hücrelerde; hücre kutuplarında AcrAB-TolC birikir. Bu ana hücreler ilaçları eski hücrelere göre daha verimli pompalayabilirler. Düşük konsantrasyonlu antibiyotiklerde , ana hücreler yavru hücrelere oranla daha hızlı büyürler. Bu gözlemlere dayanarak , araştırmacılar, taraflı bölümlemede ilaç pompasının bakteriyel nüfusu nasıl etkilediğini tanımlamak için matematiksel bir model geliştirdi. Nüfusta , hızla yayılırken heterojen olur.
Açıklamalar, taraflı bölümlemenin antibiyotik dirence doğru bir adım olabileceği yönünde.
Journal Reference:
- Tobias Bergmiller, Anna M. C. Andersson, Kathrin Tomasek, Enrique Balleza, Daniel J. Kiviet, Robert Hauschild, Gašper Tkačik, Călin C. Guet. Biased partitioning of the multidrug efflux pump AcrAB-TolC underlies long-lived phenotypic heterogeneity. Science, 2017; 356 (6335): 311 DOI: 10.1126/science.aaf4762
Kaynak <https://www.sciencedaily.com/releases/2017/04/170420141755.htm>
Çeviren ve Derleyen: Merve Erman
Mikrobiyoloji, Parazitoloji ve Viroloji
-
Mısır Mumyaları Sıtma, Parazitik Kurtlar ve Bitlerle Dolu
-
Araştırmacılar yeşil algler ve bakterilerin birlikte iklimin korunmasına katkıda bulunduğunu ortaya koyuyor.
-
Bilim İnsanları Kretase kehribarında hapsolmuş endoparazit deniz tenyasını keşfettiler.
-
Saç Bitleri, Amerika’ya İlk İnsan Göçleriyle Birlikte Yayılmış
-
E. coli'de ısı şoku tepkisinin altında yatan yeni mekanizmanın ortaya çıkarılması
-
Parazitlerle Enfekte Olmuş 200 Milyon Yıllık Dışkı Fosili Bulundu
-
"Virüsler ve Sağlığımız: Viral Hastalıkların Altında Yatan Gerçekler"
-
Sibirya’da Bulunan 46.000 Yıllık Yuvarlak Kurtlar Canlandırıldı
-
Virüsler hücreler arası iletişimi bozarak bağışıklık sistemini atlatıyor
-
Sıcağı seven deniz bakterisi, asbestin zehirleyici etkisini yok edebilir
-
Bağırsak bakterilerinin kilo almayla ilişkisi var mı?
-
Maymun çiçeği virüsü
-
C. elegans solucanlar zehirlenmekten nasıl korunuyor?
-
Yeni organizmanın keşfi, atık su arıtımında ortak sorunu çözebilir.
-
İlk Koronavirüs Salgını 21.000 Yıl Önce Çıkmış