Stres faktörü bakterileri nasıl etkiliyor?

Stres Faktörü Sayısının Artması Bakterilerin Evrimini Yavaşlatıyor.

Stres faktörü bakterileri nasıl etkiliyor?

Bilim insanları, tek bir stres faktörünün dahi bir organizma üzerindeki etkilerini görebilmek için sıklıkla çalışmalar yürütüyor.

Bakteriler nadiren yalnız yaşar. Genellikle çeşitli stres faktörlerine maruz kalan türler topluluğunun bir parçası olarak yaşayan bakteriler, şaşırtıcı bir hızla yeni çevresel koşullara uyum sağlayarak bu stres faktörlerine tepki oluşturabilirler. Atık sular vasıtasıyla toprağa ve suya karışan ve buralarda düşük konsantrasyonlarda –bu konsantrasyonlar çok düşük olsa da bakteri büyümesini çok az da olsa engeller– biriken antibiyotikler, bakterilerde direncin evrimleşmesini tetikleyebilir. Ancak ne var ki; bakteriler yalnızca antibiyotiklerle değil aynı zamanda avcılarıyla da başa çıkmak zorundadır. Bu nedenle, avcıları olan organizmalara av olmamak için genellikle geniş koloniler halinde büyürler.

Bilim insanları, tek bir stres faktörünün dahi bir organizma üzerindeki etkilerini görebilmek için sıklıkla çalışmalar yürütüyor. Nature Ecology & Evolution‘da 19 Kasım’da (2018) yayımlanan araştırmada ; mikroorganizmaların, birden fazla stres faktörüne maruz kaldıklarında nasıl bir davranış sergilediği üzerine çalışıldı. Yürütülen deneylerde, doğal çevresel koşullar laboratuvar ortamında simüle edildi ve bakteriler hem antibiyotiklere hem de doğal avcılarına maruz bırakıldı. Böylelikle de atıklar vasıtasıyla bakteri habitatlarında biriken antibiyotiklerin, bakterilerde ne düzeyde bir direncin evrimleşmesine neden olabildiğine dair daha tutarlı tahminler geliştirilebilir.

Antibiyotik ve Avcılarına Aynı Anda Maruz Kalan Bakteriler

Deneylerde kullanılan Pseudomonas fluorescence bakterisi, hem antibiyotiklere hem de türün avcısı bir tek hücreli canlı olan Tetrahymena thermophila’ya maruz bırakıldı. Kısa bir süre sonra, araştırmacılar bakteri populasyonunun değiştiğini fark ettiler. Yapılan gözlemlerde, bakterilerin, bu stres faktörlerinden yalnızca birine maruz kalan türlere kıyasla direnç geliştirmede ve av olmaktan kendilerini korumada daha yavaş ve daha az etkili oldukları görüldü. Dahası, antibiyotiklere karşı direnç çok daha az yaygınlık gösterdi. Görünüşe göre, bakteriler her iki stres faktörünü aynı anda optimize edemediler.

Bir sonraki aşamada ise bu adaptasyonların genetik temeli analiz edildi. Elde edilen sonuçlar, avcıların mevcut olması halinde avcılara karşı gelişmiş bir korumaya sebep olan mutasyonların, bakteri genomunda aynı yerlerde ve aynı sayıda görüldüğünü ortaya koydu. Aynı durum antibiyotiklere direnç sağlayan mutasyonlara da uygulandı. Ancak, her iki stres faktörü bakterileri etkilediğinde ve bakterilerin hem avcı hem de antibiyotiklerle savaşması gerektiğinde diğer mutasyonlar meydana geldiği görüldü. Bu da, bakterilerin hem avcılarına karşı daha az koruma hem de antibiyotiklere karşı daha az direnç evrimleştirmelerine neden oluyor.

Bu da demek oluyor ki; bakteriler hem avcılarına hem de antibiyotiklere aynı anda maruz bırakıldıklarında, kendilerini avcılarından koruma noktasında daha az beceri gösteriyorlar. Yapılan gözlemlerde, bakterilerin hem antibiyotik hem de avcılarıyla mücadele etme durumunda kaldıkları koşullarda, yalnızca avcılarıyla başa çıkmalarını gerektiren koşullara kıyasla sayıca daha az kaldıkları görüldü. Buradan bakıldığında; birkaç stres faktörünün, antibiyotiklere karşı direncin ne kadar gelişip gelişmediği ve bakteri popülasyonunun ne kadar büyük bir alana yayılıp yayılmadığı üzerinde güçlü bir etkiye sahip olduğu görülmektedir.

Mikrobiyal populasyonlar –ister bir gölde ister bağırsakta olsun–, pek çok türün kaynaklar için yarış içerisinde olduğu kompleks topluluklardır. Mikropları birden fazla stres faktörüne maruz bırakma evrimleri ve hayatta kalma oranları üzerinde belirgin bir etkiye sahiptir. Ancak yine de tüm bu faktörlerin etkileşimini, antibiyotik ve pestisitlerin etkisini tam olarak anlayabilmemiz biraz daha zaman alacağa benziyor.



Bu yazıya 0 yorum yapıldı.

Cevap yazdığın kullanıcı: