Evrenin en uzak noktalarına veya mikro organizmalara çok daha yakından baktığımızda bu gerçeği fark ediyoruz. Bilimde ne kadar çok soruya cevap verirseniz, o kadar çok sorulması gerektiğini keşfedersiniz. Bu sebepten araştırmacılar yüksek çözünürlüklü mikroskoplarını bakterilerin koruyucu dış zarına çevirdiler. Bu zarın nasıl organize edildiğinin derinlerine indiler ve her zamankinden daha fazla ayrıntıyı ortaya çıkardılar.
Escherichia coli gibi gram-negatif bakteriler, iç organlarını yerinde tutmak ve onları bakteri yaşamının hareketliliğinden korumak için dış zarlara sahiptir.
Bu zarlar, dış zar proteinleri ve yüzeyi çivileyen lipopolisakkaritler gibi toksinler de dahil olmak üzere harika bir araç koleksiyonuna sahiptir.
Ancak bunu bir kez keşfettikten sonra daha fazla soru ortaya çıkıyor. Tüm bu mükemmellik nasıl bir araya geliyor? Bu donanımların bakterinin tüm zarına oranı nedir? İşte yeni araştırmanın üzerinde durduğu nokta buradan geliyor.
Bu araştırmanın sebebini, University College London biyofizikçisi ve kıdemli yazar Bart Hoogenboom “Dış zar, antibiyotiklere karşı müthiş bir bariyerdir ve bulaşıcı bakterilerin tıbbi tedaviye dirençli hale getirilmesinde önemli bir faktördür. Ancak, bu bariyerin nasıl bir araya getirildiği nispeten belirsiz, bu yüzden onu bu kadar ayrıntılı olarak incelemeyi seçtik.” şeklinde açıkladı.
“Moleküler ölçekten hücresel ölçeğe canlı bakterileri inceleyerek, zar proteinlerinin bakterinin tüm yüzeyini kapsayan bir ağ oluşturduğunu ve protein içermeyen kısımlar için küçük boşluklar bıraktığını görebiliriz.”
Araştırmacılar, şeklin nasıl göründüğünü belirlemek için zarın yüzeyini sürekli olarak delen bir mikroskop olan bir atomsal kuvvet mikroskobu kullandılar. Braille alfabesi okumaya benziyor tabii parmaklar yerine lazer kullanarak.
Araştırma ekibi daha sonra, yüzey boyunca dış zar proteinlerinin yoğunluğunu gösteren, canlı bakterilerin şimdiye kadarki en keskin görüntüleri olarak adlandırdıkları bakteri zarının harika bir görüntüsünü hazırladı.
Yukarıdaki resimde de görebileceğiniz gibi, yüzeyde çok sayıda küçük delik var. Bunlar, moleküllerin difüze olmasına izin vermek için bakteri zarından tüneller oluşturan, porin adı verilen Beta barrel proteinleridir. (Beta barrel: Protein yapılarında, bir beta korteksi, ilk ipliğin son ipliğe bağlandığı kapalı bir toroidal yapı oluşturmak için bükülen ve kıvrılan ardışık tekrarlardan oluşan bir beta-yapraktır.)
Bu arada, pürüzsüz yüzeyin küçük bölümleri, hücre büyüdükçe genişleyebilen lipopolisakkaritlerdir. (lipopolisakkarit: yağ (lipid) ve şeker (polisakkarit) ihtiva eden molekül.)
Ekip yeni makalede, “Dış zarın fazdan ayrılmış lipopolisakkarit bakımından zengin ve dış zar proteini bakımından zengin bölgelerin bir mozaiği olduğu sonucuna varıyoruz, bunun bakımı zarın bütünlüğü ve dolayısıyla gram-negatif bir bakterinin yaşam tarzı için gereklidir.” diyor.
Tabii ki bilim insanları E. Coli‘ye sırf eğlence olsun diye devasa mikroskoplarla bakmıyorlar, ne kadar güzel olursa olsun. Bu düzeyde ayrıntılı anlayışa ihtiyaç duymamız için iyi nedenler var.
UCL biyokimyacısı Georgina Benn “Ders kitaplarında bakteriyel dış zarın resmi, zarın üzerinde düzensiz bir şekilde dağılmış ve zarın diğer yapıtaşlarıyla bütünleşmiş proteinler gösterir. Görüntülerimiz durumun böyle olmadığını, ancak lipid yamalarının, yağın sudan ayrılması gibi protein açısından zengin ağlardan ayrıldığını ve bazı durumlarda bakterilerin zırhında çatlaklar oluşturduğunu gösteriyor” diye açıklıyor.
Ekip bu yeni bilgiyi E. Coli gibi gram-negatif bakterilerde antimikrobiyal direnci kırmak için nasıl kullanabileceğimizi araştıracak.
Tıpkı uzak galaksilerdeki yıldızlar veya kara delikler gibi, bir şey bulduğunuzda, her zaman cevaplamanız gereken daha fazla soru vardır.
Kaynak: https://www.sciencealert.com/scientists-take-a-super-close-up-picture-of-a-living-e-coli-bacterium
Çeviri: Mustafa Kemal KARABULUT
