İnsanın iç organları bakterileri enfekte eden virüslerle doludur. Ne yapıyorlar?
Bakteriyofaj adı verilen virüsler, bağırsak bakterilerini genetik materyallerini enjekte ederek enfekte eder ve daha sonra bakteriden yeni fajlar fışkırır. Ancak bu fajlar ve bakteriler uyum içinde de yaşayabilir. KAYNAK: NANOCLUSTERING / BİLİM KAYNAĞI via Getty Images
Bu makale ilk olarak Knowable Dergisi’nde yayınlanmıştır .
Muhtemelen mikrobiyomu duymuşsunuzdur – bağırsaklarımızda yaşayan bakteri ve diğer minik yaşam formları orduları. Eh, bu bakterilerin içinde ve çevresinde bulunan virüsler olduğu ortaya çıktı – hem onlar hem de bizim için önemli sonuçlar doğuruyor.
Fageomla tanışın.
İnsan sindirim sisteminin içinde milyarlarca, hatta belki trilyonlarca bu virüs var, bunlara bakteriyofajlar (Yunancada “bakteri yiyenler”) veya arkadaşlarına göre sadece “fajlar” denir. Colorado Üniversitesi Anschutz Tıp Fakültesi’nde bir bakteriyolog olan Breck Duerkop, fajom biliminin son zamanlarda hızla arttığını ve araştırmacıların bunların muazzam çeşitliliğiyle başa çıkmakta zorlandıklarını söylüyor. Araştırmacılar, hekimlerin doğru fajları kullanıp hedefleyebilmeleri durumunda insan sağlığını iyileştirebileceklerinden şüpheleniyorlar.
Stanford Tıp Fakültesi’nde bulaşıcı hastalıklar uzmanı ve araştırmacı olan Paul Bollyky, “İyi fajlar olduğu kadar kötü fajlar da olacak,” diyor. Ancak şimdilik bağırsakta kaç faj olduğu henüz belli değil – belki her bakteri hücresi için bir tane, hatta daha az. Ayrıca faj genleri içeren ancak aktif olarak virüs üretmeyen bakteriler de var; bakteriler sadece genomlarında faj DNA’sı ile hayatlarını sürdürüyorlar.
Ve hala tanımlanmamış çok sayıda faj var; bilim insanları bunlara fajomun “karanlık maddesi” diyor. Mevcut faj araştırmalarının büyük bir kısmı bu virüsleri ve konak bakterilerini tanımlamaktır. Gut Phage Veritabanı 140.000’den fazla faj içeriyor , ancak bu kesinlikle bir hafife alma. İrlanda’daki University College Cork’ta mikrobiyolog olan Colin Hill, “Çeşitlilikleri gerçekten olağanüstü,” diyor.
Bilim insanları fajları, insan dışkı örneklerinden alınan genetik dizileri inceleyerek bulurlar. Araştırmacılar en yaygın bağırsak fajı grubu olan crAssphage’i burada buldular. (Aklınızı oluklardan çıkarın – genlerini genetik karmaşadan çıkaran ” çapraz – eşşek ” tekniği nedeniyle bu adı almışlardır.) Hill ve meslektaşları yakın zamanda yaptıkları bir çalışmada, 20 kenarlı bir gövde ve DNA’yı konak bakteriye enjekte etmek için bir sap ile crAssphage’ler için ampul şeklini ayrıntılı olarak açıkladılar .
Crassphages’lerin insan sağlığı üzerinde bir fark yaratıp yaratmadığı net değil, ancak bağırsak bakterilerinin en yaygın gruplarından biri olan Bacteroides’i enfekte ettikleri göz önüne alındığında , Hill’in buna şaşırmayacağını düşünüyorum. Bacteroides’i enfekte eden diğer yaygın gruplar arasında Gubaphage ( bağırsak bakteri fajı ) ve LoVEphage ( birçok viral genetik element ) bulunur .
Phageomlar kişiden kişiye büyük ölçüde değişir. Ayrıca Hill ve meslektaşlarının 2023 Mikrobiyoloji Yıllık İncelemesinde açıkladığı gibi yaşa, cinsiyete, diyete ve yaşam tarzına bağlı olarak da değişirler .
Fajlar bakterileri enfekte etse ve bazen öldürse de, ilişki bundan daha karmaşıktır . Hill, “Faj ve bakterilerin savaştığını düşünürdük,” diyor, “ama şimdi aslında dans ettiklerini biliyoruz; onlar ortaklar.”
Fajlar, yeni genler getirerek bakterilere fayda sağlayabilir. Bir faj parçacığı enfekte bir bakterinin içinde bir araya geldiğinde, bazen bakteri genlerini kendi genetik materyaliyle birlikte protein kabuğuna doldurabilir. Daha sonra, bu genleri yeni bir konakçıya fışkırtır ve bu yanlışlıkla transfer edilen genler faydalı olabilir, diyor Duerkop. Antibiyotiklere direnç sağlayabilir veya yeni bir maddeyi sindirme yeteneği sağlayabilirler.
Hill, fajların bakteri popülasyonlarının sürekli topuklarını ısırarak formda kalmasını sağladığını söylüyor. Bacteroides bakterileri dış yüzeylerinde bir düzineye kadar şekerli kılıf sergileyebilir. Farklı kılıfların farklı avantajları vardır: örneğin bağışıklık sisteminden kaçmak veya sindirim sisteminin farklı bir köşesini işgal etmek. Ancak Hill, cruAssphage’lar etrafta olduğunda Bacteroides’lerin bir kılıfı veya diğerini tanıyan fajlardan kaçınmak için sürekli olarak kılıf değiştirmeleri gerektiğini söylüyor. Sonuç: Herhangi bir anda, farklı kılıf tiplerine sahip Bacteroides’ler bulunur ve bu da popülasyonun bir bütün olarak çeşitli nişleri işgal etmesini veya yeni zorluklarla başa çıkmasını sağlar . Fajlar ayrıca bakteri popülasyonlarının kontrolden çıkmasını önler. Bağırsak, orman gibi bir ekosistemdir ve fajlar, kurtların geyik avcıları olması gibi bakteri avcılarıdır. Ormanın kurtlara ihtiyacı olduğu gibi bağırsak da fajlara ihtiyaç duyar. Bu avcı-av ilişkileri değiştiğinde hastalık ortaya çıkabilir. Araştırmacılar, inflamatuar bağırsak sendromunda (IBS), irritabl bağırsak hastalığında ve kolorektal kanserde fajom değişiklikleri gözlemlediler – örneğin, IBS’li birinin viral ekosistemi genellikle çeşitlilik açısından düşüktür .
İnsanlar bağırsak mikrobiyomunu diyetlerle veya aşırı tıbbi durumlarda dışkı nakliyle yeniden dengelemeye çalışıyor . Hill, fajlarla mücadele etmenin daha ince ayarlı bir yaklaşım sağlayabileceğini söylüyor. Örnek olarak, bilim insanları ülserlere neden olan bakterileri enfekte etmek için terapötik olarak kullanılabilecek fajlar arıyorlar .
Bağırsağınızın ekosistemini yöneten trilyonlarca faj için minnettar olun. Hill, onlar olmadan birkaç bakteri türünün hızla baskın hale gelebileceğini ve potansiyel olarak bazı yiyecekleri sindirememenize ve gaz ve şişkinliğe maruz kalmanıza neden olabileceğini öne sürüyor.
Vahşi ve harikulade fajom, hem bakteriler hem de insanlar için bir dans partneridir.
Kaynak: Popular Scıence