Bakterilerin de Biyolojik Saati Varmış

Tüm hayvanların uyku ve beslenme gibi yaşam faaliyetlerini, bitkilerin ise fotosentez ve çiçeklenme gibi aktivitelerini düzenleyen bir ‘‘biyolojik saat’’ (circadian clock) olduğu biliniyor. Buna, canlıların gece ile gündüz arasında ve mevsim değişimlerinde yaşanan çevresel etkenlere ayak uydurmasını sağlayan bedensel zamanlama mekanizmaları diyebiliriz. Daha önceki araştırmalar, enerji üretmek için güneş ışığından faydalanan fotosentetik bakterilerin bir biyolojik saati olduğunu tespit etmiş olsa da, fotosentez yapmayan bakterilerin böyle bir mekanizmaya sahip olup olmadığı bilinmiyordu. Yeni bir araştırma, fotosentez yapmayan toprak bakterisi Bacillus subtilis’in de kendine has bir beden saati olduğunu ortaya çıkardı. 

Almanya, Danimarka ve İngiltere’den araştırmacıların oluşturduğu ekip, organizmanın sahip olduğu bir genin ne kadar aktif olduğunu tespit etmek amacıyla kullanılan biyolüminesans özelliğine sahip bir lüsiferaz enzim denedi. Araştırmada iki gene odaklanıldı. Birincisi, mavi ışık fotoreseptörü şifreleyen ytvA, diğeri ise bakterilerde biyofilm ve spor oluşumu tetikleyen KinC.   

12 saat ışık altında, 12 saat karanlıkta bırakılan genlerle, sürekli karanlıkta tutulan genler karşılaştırıldı ve ytvA düzeylerinin ışık/karanlık döngüsüne göre ayarlandığı, karanlıkta artış, ışık altında ise azalma olduğu gözlendi. Fakat devamlı karanlıkta bırakılanlarda da aynı döngü tespit edildi. İstikrarlı bir düzenin oturması için birkaç gün geçmesi gerektiği ve koşullar tam tersine döndürüldüğünde döngünün de aynı şekilde tersine döndüğü görüldü. 

Benzer deneyleri günlük sıcaklık farkları için de yürüten araştırmacılar, ytvA ve KinC ritimlerinin biyolojik saatler ile uyumlu biçimde düzenlendiğini izledi. Araştırmacılardan Martha Merrow, ‘‘fotosentez yapmayan bakterilerin de saati söyleyebildiğini böylece keşfetmiş olduk’’ diyor. ‘‘Moleküler düzeyde işleyişlerini, ışık veya sıcaklık döngülerini takip ederek günün saatine göre ayarlayabiliyorlar.’’

Bilim insanları, bu araştırmanın tıbbi veya endüstriyel uygulamalarda fayda sağlayabileceğine inanıyor. Örneğin, enfeksiyona yol açan bakterilerin hangi saatlerde daha aktif olabileceği, endüstriyel biyoteknoloji işlemlerini optimize etmek için daha uygun saatler olup olmadığı veya antibakteriyel uygulamaların günün hangi saatlerinde yürütüldüğünde daha etkili olabileceği gibi. 

Bakterilerin böyle bir biyolojik saate sahip olmasının onlara ne tür avantajlar sağladığını öğrenmek için araştırmaların devam etmesi gerekiyor. Fakat, çamaşır deterjanından bitki koruma ürünlerine ve probiyotiklere kadar birçok işlemde kullanılan Bacillus subtilis’in beden saatini kontrol altına almanın, bilim insanları için yepyeni biyoteknoloji kapıları açabileceği belirtiliyor.