Mikroorganizmalar Konukçu Genleri Kontrol Ederek Hasta Edebiliyorlar

Fare bağırsak hücreleri mavi renkte hücre çekirdeği ve çekirdeklerde transkripsiyon faktörü Hnf4a olarak adlandırılan bir yeşil ile kırmızı renkte özetlenmektedir.Credit: James M. Davison

Denizdeki süngerlerden günümüz insanlarına kadar tüm hayvanlar, mikroorganizmalarla dolu bir dünyada gelişimlerini sağlamaktadırlar. Öyle ki mikroorganizmaların artık vücudumuzun hemen her yüzeyini kaplamakta olduğu ve dokularımızın ve organlarımızın bir parçası olduğunu biliyoruz. Bunlar bağışıklık sistemimizi eğitiyorlar, metabolizmamızı düzenliyorlar ya da bunları bozuyorlar ve ortaya çıktıkları her zaman davranışımızı etkiliyorlar.

Duke üniversitesi araştırmacıları, mikroorganizmaların hayvan hücrelerinin moleküler makinesini manipüle ederek, hastalıklara katkıda bulunan gen ekspresyonunu tetikleyerek hayvan bağışılık sisteminin hareketlerini kontrol edebildiğini gösterdiler.

Araştırmacılar;Zebra balıkları ve farelerle yaptıkları çalışmada, bağırsak mikroorganizmalarının konukçu organizmanın genlerinin hareketini değiştirebileceğini keşfettiler.Mikroorganizmaların bağırsak hastalıklarına katkıda bulunabilecek şekilde hem farelerde hem de balıklarda Hnf4a'yı baskıladığı bulundu.

Son yıllarda bilim insanları, yerleşik bakteriler, virüsler ve mikro mantarların anoreksiden şeker hastalığına kadar değişen insan koşulları arasında bolca bağlar keşfettiler. Ancak araştırmanın yazarı, bu mikroorganizmaların insanlara ve hayvanlar aleminin diğer üyelerinin sağlığını nasıl etkilediği ve hastalığa neden olduğuna ilişkin anlayışımızda önemli boşlukların kaldığını söylüyor.

Bu çalışmada araştırmacılar, genin belli bir zamanda veya belirli bir dokuda açılıp kapanmasını düzenleyen genomun spesifik bölgelerini inceleyerek mikrobiyomun bir hayvanın genomu üzerindeki etkisini araştırdı.

Bu bölgelerden bazıları, genetik kodu çevirmeden sorumlu makinadan saklayarak DNA dizilerini sıkı bobinler halinde tutabilir.Geliştiriciler olarak bilinen diğerleri, transkripsiyon faktörleri olarak adlandırılan özel bir proteini, onu açmak için bir gen etrafındaki belirlenmiş bölgelere çağırır.Araştırmacılar, bu genetik bölgeleri iki farenin setinde karşılaştırdı: biri mikropsuz, diğeri de karnına mikrop yüklendi.Çok sayıda geliştirici maddenin mikrop varlığında farklı davrandıklarını keşfetti.Daha yakından baktıklarında, bu elementlerin bazılarının, daha önce iltihaplı bağırsak hastalıkları, obezite ve diyabet de dahil olmak üzere insan hastalıklarında görülen eski bir hayvan transkripsiyon faktörü olan Hnf4a isimli bir proteini bağladığını keşfetti.

Araştırmacılar, insanlar, fareler ve zebra balığı dahil olmak üzere farklı hayvan türleri arasındaki gen dizilerini karşılaştırarak, evrim boyunca Hnf4a'nın inflamatuvar bağırsak hastalıklarına mikrobik katkılara karşı koruma sağladığını gösterdi.

Çalışmacılar, mikropların farelerde ve zebra balıklarında Hnf4a'yı kısmen etkisiz hale getireceğini ve koruyucu rolünü engelleyebileceğini göstermeye devam etti. Hnf4a tamamen devre dışı kaldığında, mikroplar iltihaplı bağırsak hastalıklarıyla ilişkili hayvanlarda gen ekspresyonu modelini uyardığını gösterdiler.

Çalışmanın kurucusu olan Davison,"Mikropların, mirasımızda hayvanlar olarak çok eski ve ilginç bir yeri paylaşan bir transkripsiyon faktörü üzerinde daha önce kabul edilmemiş bir etki yaptığını gördük, zebra balığı ve farelerde benzer etkiler gördüğümüzde bunun, ortak (omurgalı) atalarımızda var olabilecek ana mikrop etkileşimlerinin ortak bir özelliği olduğunu düşündürüyoruz" demektedir.

Araştırmacılar hâlâ mikropların Hnf4a'yı nasıl devre dışı bıraktıklarını tam olarak bilmiyorlar ancak birkaç hipotezleri var. Örneğin, mikroplar DNA'nın üzerindeki proteinin iniş noktalarını bir şekilde engelleyebilir veya proteinin kendisini değiştirerek proteinin DNA bağlama aktivitesini etkisiz hale getirebilirler. Belirli mikrop alt gruplarının diğerlerinden daha manipüle edici olup olmadığını da bilmiyorlar, bunu anlayabilirlerse, Hnf4a'nın insan sağlığını geliştirmek için koruyucu güçlerini geri getirmek için yeni mikrobik veya farmasötik stratejilere işaret edebileceğini söylüyorlar.

Orijinal kaynak : James M Davison, Colin R Lickwar, LingyunSong, GhislainBreton, Gregory E Crawford, John F Rawls. Microbiotaregulateintestinalepithelial gene expressionbysuppressing the transcriptionfactorHepatocytenuclearfactor 4 alpha. GenomeResearch, 2017; gr.220111.116 DOI: 10.1101/gr.220111.116

Kaynak : sciencedaily, <https://www.sciencedaily.com/releases/2017/05/170517143615.htm>

Çeviren ve Derleyen: Mustafa Vurkun

#mikroorganizmalar #konukçu #genleri #kontrol #ederek #hasta #edebiliyorlar