Biomedya - Biyoteknoloji & Yaşam Bilimleri

Molecular Biology and Evolution'da yayınlanan yeni bir çalışmada açıklanan bu sonuçlar, mitokondri mi yoksa fagositozun mu önce geldiği konusundaki tavuk-yumurta tartışmasına da katkıda bulunuyor.

Araştırmayı yöneten Tıbbi Biyokimya ve Mikrobiyoloji Anabilim Dalı'nda evrimsel mikrobiyoloji doçenti olan Lionel Guy, " Çalışmamız, zararlı bakterilerin nasıl ortaya çıktığını ve daha basit hücrelerden karmaşık hücrelerin nasıl evrimleştiğini anlamamıza yardımcı olabilir." dedi.

İki milyar yıl önce, lejyonella bakterilerinin ataları, ökaryotlar tarafından sindirilmekten kaçınma yeteneğine sahipti. Bunun yerine, çoğalmak için ökaryotik hücreleri amipleri, mantarları ve insanları oluşturan bir çekirdeğe sahip karmaşık hücreleri kullanmaya başladılar. 

Lejyoner hastalığına neden olan lejyonella bakterisi, Lejyonella adı verilen büyük bir bakteri grubuna aittir. Tüm Legionellales bakterileri ökaryotik konakları enfekte edebilir.Bunlar amipler, böcekler veya kendi hücrelerimiz.

Tıbbi Biyokimya ve Mikrobiyoloji Anabilim Dalı araştırmacısı Andrei Guliaev, "Tüm grubun atasının yaklaşık iki milyar yıl önce, ökaryotların hala yapım aşamasında olduğu ve daha basit hücrelerden şimdi sahip oldukları karmaşık hücre yapısına evrimleştiği bir zamanda yaşadığını keşfettik. Lejyonellaların ökaryotik hücrelere ilk bulaşanlar arasında olduğuna inanıyoruz." dedi.

Lejyonella bakterileri ile enfeksiyonda ilk adım, amip gibi ökaryotik bir konakçının bakteriyi fagositoz adı verilen bir süreçle hücresine getirmesidir. Amip için bir sonraki adım, bakteriyi sindirmek ve parçalarını bir enerji kaynağı olarak kullanmak olacaktır. Ancak lejyonella bakterilerinin sindirilmelerini engelleyen ve bunun yerine amipleri çoğalabilmeleri için bir enerji kaynağı olarak kullanmalarına izin veren moleküler araçları vardır.

Araştırmada, araştırmacılar tüm Lejyonellaların lejyonella ile aynı tür moleküler araçlara sahip olduğunu gösteriyor. Bu, ökaryotları enfekte etme yeteneğinin tüm Lejyonellerin atalarında zaten var olduğunu gösteriyor. Bu, fagositozun en az, ökaryotların evrimlerinin ilk aşamalarındayken 2 milyar yıllık Legionellales kadar eski olduğu anlamına gelir.

Bunun evrimsel biyolojide ökaryotların nasıl ortaya çıktığına dair sıcak bir tavuk-yumurta tartışması için çıkarımları var. Hangisi önce geldi? Başka bir bakteri grubundan türeyen ve hücrelerimizin kendi enerji fabrikaları haline gelen mitokondri mi? Yoksa mitokondriyi emmek için gerekli olduğu düşünülen ama enerji açısından çok maliyetli olan fagositoz muydu?

Lionel Guy, "Bazı araştırmacılar, fagositozun çalışması için yeterli enerjiyi sağlamak için mitokondrinin gerekli olduğuna inanıyor. Ancak sonuçlarımız, fagositozun önce 2 milyar yıl önce, mitokondrinin ise daha sonra geldiğini gösteriyor." şeklinde aktardı.

Makale:academic.oup.com