.jpg "virüslere çare")
Frontiers in Microbiology’de UMBC liderliğinde gerçekleştirilen yeni bir araştırma, virüslerin, konaklarının için de ne zaman bekleyeceklerine ve ne zaman çoğalıp patlatarak konakçı hücreyi öldüreceğine “karar vermek” için, çevrelerinden gelen bilgileri kullandığını gösteriyor. Çalışmanın virüslere karşı ilaç geliştirme çalışmaları üzerinde ciddi bir etkisi olacak.
Biyolojik bilimler profesörü ve yeni makalenin kıdemli yazarı Ivan Erill, “Bir virüsün, konakçı hücre tarafından üretilen öğeler de dahil olmak üzere çevresini algılama yeteneği, virüs-konak etkileşimine başka bir karmaşıklık katmanı ekliyor” diyor. “Virüsler bu yeteneği kendi yararlarına kullanıyorlar. Ancak gelecekte bunu, onları etkisiz hale getirmek için kullanabiliriz.”
RASTLANTI DEĞİL
Bu yeni çalışma, bakterileri enfekte eden bakteriyofaj virüslerine odaklanıyor. Çalışmadaki bakteriyofajlar, sadece bakteri hü-relerinin hareket etmesine ve çoğalmasına imkân veren özel organlar olan pili ve flagella adı verilen uzantıları olduğunda konakçılarını enfekte edebiliyor. Bakteriler, bu uzantıları ne zaman oluşturduklarını kontrol eden CtrA adlı bir protein üretiyor. Yeni makale, uzantıya bağlı birçok bakteriyofajın DNA’larında CtrA proteininin bağlanabileceği, bağlanma böl-geleri olarak adlandırılan kalıplara sahip ol-duğunu gösteriyor. Erill, konakçısı tarafından üretilen bir protein için bağlanma bölgesine sahip bir bakteriyofajın olağan dışı olduğunu söylüyor.
Daha da şaşırtıcı olan, Erill’in laboratuvarın-da doktora öğrencisi olan, makalenin ilk yazarı Elia Mascolo ile gerçekleştirdiği ayrıntılı genomik analiz yoluyla bu bağlanma bölgelerinin tek bir bakteriyofaja hatta tek bir bakteriyofaj grubuna özgü olmadığını keşfetmiş adlı belirli bir bakteri grubunu enfekte ediyor. Caulobacterales, özellikle iyi çalışılmış bir bakteri grubu çünkü iki biçimde bulunuyor: Biri “swarmer” olarak adlandırılıyor ve serbestçe yüzüyor. Diğer ise bir yüzeye tutunan “saplı” bir forma sahip. Swarmer türü bakterilerde pili/flagella bulunuyor, saplı bakterilerde ise bulunmuyor. Bu bakterilerde CtrA ayrıca, hücre döngüsünü düzenleyerek bir hücrenin eşit olarak ikiye bölünüp bölünmeyeceğini veya bir swarmer ve bir saplı hücre üretmek için asimetrik olarak ikiye bölünüp bölünmeyeceğini belirliyor.
Bakteriyofajlar yalnızca swarmer hücrele-rini enfekte edebildiğinden, konakçılarından dışarı sadece etrafta enfekte edebilecek çok sayıda swarmer hücresi olduğunda fırlamak işlerine yarıyor. Caulobacterales bakterisi, besin açısından fakir ortamlarda yaygın ola-rak yaşıyor. Erill, “İyi bir mikro habitat cebi bulduklarında, saplı hücreler haline geliyor ve çoğalıyorlar” diyor. “Sonunda, büyük mik-tarlarda swarmer hücresi üretiyorlar.”
Erill bu nedenle, bakteriyofajların, swarmer hücresinin ne zaman bir sap hücresi haline geldiğini ve bir swarmer üretim merkezi ha-line geldiğini anlamak için, hücrelerin yaşam döngüsü boyunca yukarı ve aşağı giden CtrA seviyelerini izlediğini varsaydıklarını söylüyor. Erill, “Bu noktada, yakınlarda enfeksiyon bulaştıracak çok sayıda swarmer hücresi olduğunu bildikleri için, hücreyi patlatıyorlar” diyor.
KANIT İÇİN DAHA FAZLA ÇALIŞMA GEREK
Ne yazık ki, bu hipotezi kanıtlama yöntemi son derece zor bu nedenle söz konusu maka-lede yer almıyor. Erill ve meslektaşları bu so-ruyu gelecekte ele almayı umuyorlar. Bunun-la birlikte araştırma ekibi, hepsi konakçılarını enfekte etmek için pili/flagella gerektiren çok sayıda farklı baktoriyofajda CtrA bağlanma bölgelerinin çoğalması için başka makul bir açıklama olmadığını söylüyor. Daha da ilginç olanı bu sürecin diğer organizmaları, hatta insanları enfekte eden virüslerdeki etkileri.
Erill, “Baktoriyofajlar hakkında bildiğimiz her şey, geliştirdikleri her bir evrim stratejisi-nin onları bitkileri ve hayvanları enfekte eden virüslere dönüştürdüğünü gösteriyor” diyor. “Eğer baktoriyofajlar konaklarını dinliyorsa, insanları etkileyen virüsler de aynı şeyi yapıyor olmalı.”
Çevrelerini ilginç şekillerde izleyen birkaç belgelenmiş baktoriyofaj örneği daha var; ancak hiçbiri bu kadar çok bakteri konağına karşı aynı stratejiyi kullanan çok sayıda farklı baktoriyofaj içermiyor.
Erill bu yeni araştırmanın, “Baktoriyofajla-rın hücrede neler olup bittiğini dinlediğinin ilk geniş kapsamlı gösterimi” olduğunu söylüyor. Ancak daha fazla örneğin de yolda oldu-ğunu tahmin ediyor. Laboratuvarının üyeleri, baktoriyofajlardaki diğer bakteriyel düzenleyici moleküller için reseptörler aramaya ve bulmaya başladığını belirtiyor.
YENİ TEDAVİ YOLLARI
Erill, bu araştırmadan çıkarılacak anahtar sonucun, “Virüsün karar vermek için hücresel bilgiyi kullandığının keşfedilmesi” olduğunu söylüyor. “Eğer bu, bakterilerde oluyorsa bit-kiler ve hayvanlarda da oluyor olmalı çünkü bu mantıklı bir evrimsel strateji ise evrim onu keşfetmiş ve kullanmış olmalı.”
Örneğin bir hayvan virüsü, hayatta kalma ve çoğalma stratejisini optimize etmek için ne tür bir doku içinde olduğunu veya kona-ğın enfeksiyona karşı bağışıklık tepkisinin ne kadar güçlü olduğunu bilmek isteyebilir. Virüslerin bu şekilde bilgi toplayabildiğini ve bu bilgileri muhtemelen bizi daha da hasta tmek için kullanabileceğini bilmek rahatsız edici olsa da bu keşifler yeni tedaviler için yeni yollar açabilir.
Erill, “Bir antiviral ilaç geliştiriyorsak ve virüsün belirli bir sinyali dinlediğini biliyorsak, o zaman virüsü kandırmayı deneyebiliriz” diyor. Ancak bunu yapmak şimdilik uzak görünüyor. Erill, “Daha yolun başındayız” diyor. “Virüslerin gözünün üzerimizde olduğunu, etraflarında olup bitenleri nasıl izlediklerini ve buna dayalı kararlar aldıklarını yeni fark ediyoruz. Bu, gerçekten büyüleyici.”