Küçük bir hayvanın başka canlılardan çaldığı genlerle ilaç ürettiği keşfedildi

Yeni antibiyotikler geliştirilmesini sağlayabilir

Bdelloid rotiferler, Antarktika dahil dünyanın pek çok yerinde bulunuyor (C. G. Wilson)
Bdelloid rotiferler, Antarktika dahil dünyanın pek çok yerinde bulunuyor (C. G. Wilson)
TT

Küçük bir hayvanın başka canlılardan çaldığı genlerle ilaç ürettiği keşfedildi

Bdelloid rotiferler, Antarktika dahil dünyanın pek çok yerinde bulunuyor (C. G. Wilson)
Bdelloid rotiferler, Antarktika dahil dünyanın pek çok yerinde bulunuyor (C. G. Wilson)

Tek başına üreyen küçük bir hayvanın, başka canlılardan aldığı genler sayesinde enfeksiyonlarla savaştığı ortaya çıktı. Bilim insanları keşfin, insanlara yönelik yeni antibiyotikler geliştirilmesini sağlamasını umuyor. 

Tatlı sularda yaşayan bdelloid rotiferlerin döllenmeden ürediği düşünülüyor. Çok uzun zamandır varlıkları bilinmesine rağmen bugüne kadar bu hayvanların erkeği hiç görülmedi. Dişi rotiferler yumurta bırakarak kendilerini kopyalıyor. 

Genetik bilginin nesilden nesile değişmesi, türlerin hayatta kalması açısından kritik önem taşıdığı için döllenmeden üreyen rotiferlerin neslinin tükenmesi beklenebilir. Ancak bu canlılar en az 25 milyon yıldır yeryüzünde yaşıyor.  

Aralarında Oxford Üniversitesi'nden bilim insanlarının da yer aldığı bir ekip, bunun nasıl mümkün olduğunu çözmüş görünüyor: Bdelloid rotiferler, bakteri ve mantarlardan "çaldıkları" genlerle hastalıklara karşı savaşıyor. 

Daha önceki araştırmalarda rotiferlerin başka canlıların DNA'sını topladığı bulunsa da hakemli dergi Nature Communications'ta perşembe günü yayımlanan çalışmada bu genlerin hastalıklara karşı kullanıldığı keşfedildi. 

Başka yerlerden gelen genetik materyal, bdelloid rotifer genomunun yaklaşık yüzde 11'ini oluşturuyor. Araştırmacılar bazı genlerin, bakteri ve mantarların yanı sıra, bitkilerden alınmış gibi göründüğünü söylüyor. 

Bu aktarım, çoğunlukla virüsler aracılığıyla yatay gen transferi denen bir süreçle meydana geliyor. 

Bilim insanları mikroskobik canlıların bu genleri hangi amaçla kullandığını anlamak adına iki ayrı bdelloid rotifer türüne bir mantar enfeksiyonu verdi. Üç gün içinde bir türün en az yüzde 70'i, diğerininse sadece yüzde 18'i öldü.

Araştırmacılar dirençli hayvanlardaki antimikrobiyal kimyasallar üretmeyle ilişkili genlerin, çabuk ölen rotiferlerden 10 kat daha aktif olduğunu gözlemledi. 

Mantar ve bakteriler doğal yollarla antibiyotik üretirken, bilim insanları rotiferlerin de ödünç aldıkları genlerle aynı şeyi yaptığını düşünüyor. 

Oxford Üniversitesi'nden Chris Wilson, başyazarı olduğu araştırma hakkında "Bu tuhaf küçük hayvanlar, mikroplara nasıl antibiyotik yapacaklarını söyleyen DNA'yı kopyalamış" diye açıklıyor: 

Bir mantar hastalığına karşı bu genlerden birini kullanmalarını izledik ve enfeksiyondan kurtulan hayvanlar, ölenlere göre 10 kat daha fazla kimyasal reçete üretiyordu; bu da genlerin hastalığı bastırmayı sağladığına işaret ediyor.

Antibiyotik krizini çözebilir mi?

Modern tıbbın önemli bir parçası olan antibiyotikler, mikropların evrimleşip direnç kazanmasıyla etkilerini kaybediyor. Dünya Sağlık Örgütü bu mikropların yol açtığı hastalıklarla mücadelede yeni yöntemlerin geliştirilmesine acil ihtiyaç duyulduğunu belirtiyor. 

Yeni araştırmayı yürüten ekip, bdelloid rotiferlerin bu ihtiyacı giderme potansiyeli taşıdığı görüşünde. Rotiferlerin, hayvan olmayan canlılardan aldığı genler organizmaya girdikten sonra evrimleşiyor. 

Bilim insanları sözkonusu genler rotiferlerde yaşayabildiği için insanlar da dahil diğer hayvanlarda da zararsız olabileceğini düşünüyor.

Makalenin ortak yazarı David Mark Welch, "Bu karmaşık genlerin bazıları başka hiçbir hayvanda yok ve bunlar bakterilerden alınmış ancak rotiferlerde evrim geçirmiş" diyor. Araştırmacı bu durumun, bakteri ve mantarlardan geliştirilen ilaçlara kıyasla daha az zehirli olabilecek yeni antimikrobiyaller üretilme potansiyelini artırdığını söylüyor.

Öte yandan net bir şey söylemek için henüz çok erken. Fareler, insanlarla rotiferlerden daha yakın akraba olmasına karşın bu kemirgenlerde işe yarayan tedaviler insanlarda her zaman aynı sonucu vermiyor. 

Araştırmacılar yine de bulguların antibiyotik çalışmalarına katkı sağlamasını bekliyor. Wilson, rotiferlerin hastalıkla savaşmak adına ürettiği bileşikler hakkında  "Gerçekten çok zehirli olamazlar, yoksa kendi hücrelerinde üretemezlerdi" diyerek ekliyor: 

İnsanlarla uyumlu antimikrobiyal kimyasallara dair arayışımızda faydalı ipuçları veya kestirme yollar sunabileceklerini düşünüyoruz.

Independent Türkçe, Popular Science, Science Daily, Nature Communications



Gelişmiş kuantum sensörlerin sırrı üzümde mi saklı?

Üzümlerin büyük ölçüde sudan oluşması yeni teknolojilerin önünü açabilir (Fawaz, Nair, Volz)
Üzümlerin büyük ölçüde sudan oluşması yeni teknolojilerin önünü açabilir (Fawaz, Nair, Volz)
TT

Gelişmiş kuantum sensörlerin sırrı üzümde mi saklı?

Üzümlerin büyük ölçüde sudan oluşması yeni teknolojilerin önünü açabilir (Fawaz, Nair, Volz)
Üzümlerin büyük ölçüde sudan oluşması yeni teknolojilerin önünü açabilir (Fawaz, Nair, Volz)

Bilim insanları daha gelişmiş kuantum sensörler yapmak için üzüm kullanılabileceğini öne sürdü. 

Bir üzüm tanesini neredeyse tamamen ikiye kesip (parçaları birbirine bağlayan küçük bir kabuk parçası bırakarak) mikrodalga fırına koyunca plazma oluştuğu en az 30 yıldır biliniyor.

Bilim insanları üzümlerin boyutu ve geçirgenlikleri nedeniyle elektrik alanlarını hapsetmesi sonucu plazmanın ortaya çıktığını söylüyor. Benzer bir etki birbirine değen iki üzümle de yaratılabiliyor.

Diğer yandan evde böyle bir deney yapmanın, mikrodalga fırınları bozabileceğini eklemekte fayda var. 

Plazmayı yaratan elektriksel alanın nasıl oluştuğu daha önceki çalışmalarda incelenirken, Avustralya'daki Macquarie Üniversitesi'nden bir ekip üzümlerin manyetik alan etkisine odaklandı. 

Physical Review Applied adlı hakemli dergide yayımlanan makaleye göre üzümler, mikrodalga rezonatörü gibi davranarak daha iyi kuantum sensörlerinin önünü açabilir. 

Elektriksel alanı bir yere hapseden mikrodalga rezonatörleri, uydu teknolojisinden çeşitli kuantum sistemlerine kadar çeşitli alanlarda kullanılıyor. 

Kuantum mekaniğinin hakim olduğu kuantum sensörler, elektriksel ve manyetik alanlardaki değişimleri algılayarak çok daha isabetli hesaplamaları mümkün kılıyor.

Doktora öğrencisi Ali Fawaz liderliğindeki yeni çalışmada, deney için özel olarak üretilmiş nanoelmaslar kullanıldı.  

Nanoelmaslardaki karbon atomlarının bir kısmı değiştirilerek mıknatıs gibi davranan küçük renk merkezleri oluşturuldu. 

Bilim insanları daha sonra bir nanoelması, iki üzümün arasına koyarak ince bir lif tabakanın üstüne yerleştirdi. 

Ardından liften yeşil lazer ışığı geçirerek renk merkezlerinin kırmızı renkte parlamasını sağladılar. 

Araştırmacılar parlaklık seviyesinin manyetik alanın gücünü gösterdiğini söylüyor. Çalışmada bu alanın üzüm varken, üzüm olmayan deneye göre iki kat daha güçlü olduğu kaydedildi. 

Fawaz yaptığı açıklamada bulguları şöyle değerlendiriyor:

Önceki çalışmalar plazma etkisine neden olan elektriksel alanlara odaklanırken, biz üzüm çiftlerinin kuantum algılama uygulamaları için çok önemli olan manyetik alanları da güçlendirebileceğini gösterdik.

Fawaz bu güçlü manyetik alanın, üzümlerin yüksek oranda su içermesinden kaynaklandığını söylüyor:

Mikrodalga enerjisini yoğunlaştırmada su aslında safirden daha iyi ancak daha az kararlı ve bu süreçte daha fazla enerji kaybediyor. Çözmemiz gereken en önemli zorluk da bu.

Meyvedeki şekerin etkiyi azalttığını ekleyen araştırmacı, benzer bir zarla kaplı saf su torbalarının muhtemelen daha iyi performans sergileyeceğini düşünüyor.

Ayrıca bilim insanları 27 milimetre uzunluğundaki üzümlerin istenen sonucu verdiğini belirtiyor.

Independent Türkçe, IFLScience, Interesting Engineering, Ars Technica, Physical Review Applied, BAE Systems