bakteriler-bagirsak-liflerine-nasil-tutunur
in

Bakteriler Bağırsak Liflerine Nasıl Tutunur?

Bağırsak Bakterilerinin Bağırsak Liflerine Tutunma Mekanizmaları

bakteriler-bagirsak-liflerine-nasil-tutunur
Bakteriler Bağırsak Liflerine Nasıl Tutunur: Tek bir bağırsak lifi

Giriş

Araştırmacılar, bakterilerin insan bağırsaklarındaki selüloz liflerine tutunmasını içeren yeni bir moleküler mekanizmayı açığa çıkardılar. Bakteriler iki farklı bağlanma şekli sayesinde vücuttaki yüksek basınca karşı koyabiliyor. Basel Üniversitesi ve ETH Zurich’den bilim insanları, ulaştıkları sonuçları, Nature Communications dergisinde yayımladılar.

Selüloz, sert liflerle birbirine bağlanmış molekülleri içeren, ve bitki hücrelerinin hücre duvarlarını oluşturan esas yapı taşıdır. İnsanlar için ise sindirilemez bir üründür. Ayrıca bağırsak bakterilerinin çoğunluğu da selülozu parçalayabilecek enzimlerden yoksundur.

Bununla birlikte, selülozu parçalayabilen R. champanellensis adındaki bakterinin genetik materyali son zamanlarda insan bağırsaklarından alınan örneklerde saptandı. Biliyoruz ki bağırsaktaki bakteri kolonileri insan fizyolojisi için olmazsa olmazlardandır. Bu nedenle, bağırsak bakterilerinin selüloza nasıl yapıştığını anlamak, insan mikrobiyomu ve sağlık ile olan bağlantısı hakkındaki bilgimizi genişletir.

Araştırma

Üzerinde araştırma yapılan bakteri, selüloz liflerine bağlanmak ve lifleri parçalamak için dış hücre duvarında selülozom ağı olarak bilinen karışık bir yapı proteini sınıfını ve enzimleri kullanır. Bu selülozom ağları, karşılıklı etkileşim içerisindeki protein aileleri tarafından bir arada tutulur.

Selülozom ağının hücre duvarına sabitlenmesinden sorumlu olan kohesin-dokerin etkileşimi oldukça ilgi çekicidir. Bu etkileşimin kayma kuvvetine dayanabilmesi gerekmektedir çünkü ancak bu şekilde vücuttaki liflere tutunabilir. Yaşam için gerekli bu özellik, sabitleme bileşiminin mekanik kuvvetlere nasıl yanıt verdiğini daha detaylı incelemek için araştırmacıların motivasyonunu arttırıcı bir faktördür.

Basel Üniversitesin ve ETH Zurich’den Profesör Micheal Nash, LMU Münih ve Auburn Üniversitesi’ndeki işbirlikçiler ile tek moleküllü atomik kuvvet mikroskobu, tek moleküllü florasan ve moleküler dinamik simülasyonların bir kombinasyonunu kullanarak, bileşiğin dış kuvvete karşı nasıl direnç gösterdiğini inceledi.

İki Bağlanma Şekli De Bakterilerin Akışa Maruz Kalan Yüzeylere Tutunmasına İzin Verir

Araştırmacılar, proteinlerin iki farklı yoldan bir bileşik oluşturduğu ve ikili bağlanma adı verilen nadir bir davranış sergilediğini gösterdiler. Böylece, bu ikili bağlanma şeklinin çok farklı mekanik özelliklere sahip olduğunu da buldular. Bunlardan biri yaklaşık 200 pikonewton kadar düşük kuvvette ve diğeri ise sadece 600 pikonewton kuvvette kırılma gösterir. Bu durum yüksek kararlılığın bel

Daha ileri analizler, protein kompleksinin “yakalama bağı” denen bir davranış gösterdiğini gözler önüne sermektedir. Bu durum, protein etkileşiminin kuvvet arttırıldığında daha güçlü hale geldiği anlamına gelmektedir. Bu etkileşimin mekanik gücünün (dinamiklerinin), bakterilerin kayma stresi altında selüloza tutunmasına ve yeni substratlara karşılık bileşiği serbest bırakmasına veya yeni ortamları keşfetmesine izin verdiği düşünülmektedir.

Profesör Nash, “Biz açık bir şekilde ikili bağlanma modellerini gözlemliyoruz fakat biyolojik önemleri hakkında sadece tahminler yürütebiliyoruz. Ayrıca bakterilerin, proteinleri değiştirerek bağlanma modeli tercihini kontrol edebileceğini düşünüyoruz. Bu, ortama göre düşük adezyon durumundan, yüksek adezyon durumuna geçmelerine müsaade eder” diyerek durumu açıkladı.

Sonuç

Bahsedilen doğal yapışma mekanizmasına ışık tutan tüm bu bulgular, birbirine benzeyen davranışlar sergileyen fakat hastalık hedeflerine bağlanan yapay moleküler mekanizmaların gelişimi için ortam hazırladı. Bunun gibi malzemeler, vücutta biyolojik temelli tıbbi süper yapıştırıcılarda veya tedavi edici nano parçacıklar arttırılmış kayma bağlanmasında uygulamalara sahip olabilir. Nash,     “Şimdilik laboratuvara dönmek ve neyin bağlandığını gözlemleyebilmek için oldukça heyecanlıyız.” diyerek sözlerini bitirdi.

Kaynak

https://phys.org/news/2020-08-bacteria-adhere-fiber-gut.html

Görsel Kaynak: https://www.shutterstock.com/tr/image-illustration/intestine-bacteria-gut-flora-intestinal-bacterium-1086594038

Düzenleyen: Sibel Öncel

Ne düşünüyorsunuz?

3 puan
+ Oy - Oy
Gen Kullanıcı

Züleyha Demirci

İstanbul Üniversitesi Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü 3.Sınıf öğrencisi. Kanser İmmünolojisi, Mikroçevresi ve Kök Hücresi, Gen Mühendisliği, Antikor Mühendisliği, Virüsler ve Orgonoid konularına ilgi duyuyor. Özel olarak HCC ve GSD Tip1a için çalışmalar yapıyor.

Editör Yazarİçerik YazarıDoğrulanmış KullanıcıÜyelik Yılı

Bir cevap yazın

E-posta hesabınız yayımlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir

direkt-tuketiciye-genetik-test

Direkt Tüketiciye Genetik Test

Optik Atrofi Tip 1

Optik Atrofi Tip 1