‘Rapunzel’ Virüsünün Acayip Uzun Bir Kuyruğu Var ve Sonunda Nedenini Biliyoruz.
Milyonlarca yıldır bakteriler ve virüsler arasında bir üstünlük yarışı vardı ve bu yarışın sonucunda aralarından biri “canavar kuyruk” oluşturdu.
Bu eşsiz virüsün resmi adı P74-26 ama genelde Rapunzel virüsü olarak biliniyor.
Masallardaki prenseslerin absürt derecedeki uzun saçları gibi, Rapunzel virüsünün “at kuyruğu” onu diğerleri arasında ön plana çıkarıyor.
Yaklaşık bir mikro metre uzunluğundaki bu kuyruk, çoğu bakterinin kuyruğundan neredeyse 10 kat daha uzun.
Ayrıca bu uzunluk şimdiye kadar bir kuyruk için ölçülen maksimum değer ve nedense değişecek gibi de durmuyor.
Yeni yapılan bir araştırmaya göre, bu müthiş uzunluktaki kuyruk Rapunzel’e hem zor şartlar altında yaşam alanı kurmaya yardım ediyor hem de avlanması zor bakterileri avlamasını sağlıyor.
Sıcaklığı 77 °C (170 °F)’nin üstüne çıkan kaplıcalarda bile barınabilen Rapunzel, Thermus Termophilus bakterisini enfekte edebiliyor ve üremek ve çoğalmak için diğer bakterileri de kendi bünyesine ekleyebiliyor.
Bu yapıya ait birçok fotoğrafı bir araya getirerek inceleyen bilim adamları, bakterinin bu tuhaf yapısını çözmeye başladılar. Bilgisayar simülasyonları dahi, bu eşsiz uzunluktaki kuyruğun sanal yapısını oluşturmak için etkileşim ağlarını daha da geliştirmek zorunda kaldı.
Massachusetts Üniversitesi (UMASS) Chan Yüksekokulu’ndan Emily Agnello “Kiro-elektron denilen çok yüksek büyütme oranlarını kullanarak çokça kısa video ve fotoğraf elde edebildiğimiz bir mikroskop tekniği kullandık.” Diyor.
“Bakteriye ait çokça fotoğraf ve video çektik. Sonrasında bu verileri topladık ve bu sürecin nasıl işlediğini ancak bu şekilde çözebildik.”
Bakterilerin kuyrukları genelde farklı boy ve biçimlerde olur; bazıları uzun, bazıları elastik, bazıları kısa veya bazıları kıvrık. Bu moleküler “makineler”, bazı önemli konakçı hücreleri enfekte etmeden tanımlayabilecek ve genom hücrelerini kopyalamak amacıyla sitoplazmaya iletebilecek şekilde evrimleşmiştir.
Bu anahtar-kilit(enfekte) durumuna bakıldığında, dünyanın hemen her tabiatında bulunan bu bakteriler arasındaki bu kuyruk uzunluğu farkı neyden kaynaklanıyor?
Şimdiye kadar, bilim insanları çok az sayıda bakteri –konakçı hücre etkileşimi tanımlayabildiler. Ancak şimdi antibiyotik direnci insan sağlığı için tehdit oluşturduğundan uzmanlar süper hücreleri nasıl yenebileceğimizi bulabilmek adına bu etkileşimi incelemeye yöneldiler.
Mesela, Rapunzel bakterisi kuyruğunun yapısı sayesinde kilitleme ve çoğalma yapabildiğinden bakteriler için büyük bir tehdit oluşturuyor.
Bu kuyruklar arasındaki boyut farkına rağmen, bu bakterinin kuyruğunda diğer bakteriyofajların kuyruklarındaki yapı taşlarının ancak yarısı Rapunzel bakterisinin kuyruğunda bulunuyor ve araştırmacılara göre onu farklı yapan da bu oluyor.
“İki lego parçasının bağlantısız birleşerek koca bir tuğla oluşturduğunu düşünün. Bu uzun kuyruk, daha büyük ve sağlam yapı taşlarından oluşmuş. Biz de bu durumun kuyruğu yüksek sıcaklıklarda dahi dengeleyebildiğini düşünüyoruz.”
Bu ekstra güçlü birimler, biri cepli biri girdili lego parçalarına benzer ve “top-basket” tipi bir mekanizmaya sahiptirler.
Bakterilerde, bu yapı taşları her biri bir tür yüzük benzeri şekle sahiptir. Yani, her bir kuyruk tamamlandığında içi boş bir tüp oluşturur. Bu, aynı zamanda bakterinin bir başka bakteri veya virüsle etkileşiminde genomlarını ilettiği kanaldır.
Agnello “Araştırmamıza göre, bu yapı taşları şekil değiştirebilmekte ve bir araya geldiklerinde kombinasyon dahi oluşturabilmektedirler. “diyor.
“Bu şekil değiştirme davranışı yapı taşlarının birbirlerine yaklaşmaları ve kuyruk tüpünün doğru yapıda oluşması için hayli önem taşımaktadır.”
Rapunzel bakterisin kuyruğu hayli uzun ve bu ona bir başka bakteriyle kurduğu etkileşimde ve kilitleme yaptığında ekstra güç veriyor. Fakat bu durum aynı zamanda kuyruğun yanlış mutasyon geçirme olasılığının daha fazla olduğu anlamına da gelmekte.
Araştırmacılar, kuyruğu düz tutan bazı içsel mekanizmaların olduğunu düşünüyor ve muhtemelen bu mekanizmalar diğer bakterilerle de paylaşılıyor.
Bu işleyişi kavramak, bilim adamlarına ölümcül bakterilere karşı daha etkin tedaviler oluşturmaları için yardımcı olabilir.
“ Bu benzersiz çalışmanın, hayal bile edemeyeceğimiz bulgulara ve dahi uygulamalara imkan verebileceğini düşünüyorum” Diyor Agnello
Artık bakterilerin kuyruklarını nasıl oluşturduğu bilindiğine göre, araştırmacılar bakterilerin etkileşimlerinin nasıl gerçekleştiğini anlayabilmek için bu uzunluğun genetiğiyle ilgilenmeyi ve bu genetiği değiştirmenin yollarına bakmayı planlıyorlar.
Sonuç ne olursa olsun, bu araştırmaların bize yeni şeyler öğreteceği kesin.
Bu çalışma Journal of Biological Chemistry’de yayımlanmıştır.
Çeviren: İkranur Bulut
