Otuz yıllık bulmaca, antibiyotik direnç genlerinin kökeni

Yaklaşık otuz yıldır araştırmacılar antibiyotik direnç genlerinin kaynağının o antibiyotikleri üreten mikroorganizmalar olduğunu öne sürmekteydi. Ancak bu haftaya kadar araştırmacılar bu hipotezi doğrudan destekleyecek bir kanıt bulamamışlardı. Danimarka Teknik Üniversitesinden araştırmacılar, geçtiğimiz hafta Nature Communications dergisinde yayınladıkları çalışmalarıyla bu hipotezi doğruladıklarını duyurdular. Araştırmacılar direnç genlerinin kaynağını patojen mikroorganizmaları ve Aktino bakterileri kullanarak gösterdiler . Aktino bakteriler, bakteri aleminin en geniş şubesini oluşturan ve DNA’larında guanine ve sitozin bazlarının oranı yüksek olan Gram pozitif (Gram boyası ile boyanabilen) mikro organizmalardır. Bu bakteri grubuna ait türlerin şekilleri farklılık gösterir.  Bu türlerin morfolojisi yuvarlak, çubuk gibi ya da küf mantarlarına benzer bir şekilde filamentli olabilir. 

Aktino bakteri ismi Yunanca’da ışınlı anlamına gelen aktina ile minik sopa anlamına gelen bakterion isimlerinin birleşmesi ile ortaya çıkmıştır. Bu grubun bazı türleri ışınlara benzer yapılar oluşturmaktadır. Aktino bakteriler farklı yaşam stillerine uyum sağlarlar. Bazıları patojen olabilir. Bunlar için de en çok bilineni Corynebacterium, Mycobacterium gibi cinslerdir. Örneğin Mycobacterium tuberculosis tüberküloz hastalığına neden olurken, Mycobacterium leprae Prof. Dr. Türkan Saylan’ın araştırmak için ömrünü adadığı cüzzam hastalığına neden olan türdür. Streptomyces gibi diğerleri ise toprakta yaşar, bitkilerle ortak yaşam süren Lenfsonia gibi cinslerin yanında, sindirim sistemimizin bir parçası olarak bizimle ortak yaşam süren Bifidobacterium gibi cinsler de bulunmaktadır. Bu bakteri şubesinin üyeleri kullandığımız doğal antibiyotiklerin yaklaşık üçte ikisinin yanında kanser, bağırsak solucanı ve mantar karşıtı bileşikleri üretmekle ünlüdürler. Aktino bakteriler antibiyotikleri ürettikleri gibi antibiyotik direnç genlerine de sahiptirler. 

Araştırmacılar, hastalık yapıcı (patojen) mikroorganizmalar ile Aktino bakterilerin antibiyotik direnç genlerinin dizilerini karşılaştırdılar ve bunların birbirine çok benzediğini, hatta birinde bu benzerliğin yüzde 100 olduğunu gördüler. Araştırmacılar antibiyotik direnç genlerin inaktino bakterilerden patojen mikroorganizmalara geçişinin “carry back” (geriye taşıma) olarak adlandırdıkları bir mekanizma ile gerçekleştiğini ortaya koydular. Buna göre patojen mikroorganizma kendi DNA’sını konjugasyon adı verilen üreme biçimini kullanarak Actino bakterilere aktarır. Aktino bakterinin içerisinde patojenden gelen DNA parçaları Aktino bakteri gen parçaları ile birleşir. Aktino bakteri öldüğünde bu karışık, birleşik DNA parçaları çevreye yayılır. Homologre kombinasyon adı verilen ve benzer DNA parçalarının karşılıklı dizilerek parça değişimi yapmasına olanak tanıyan bir mekanizma ile de bu antibiyotik direnç genlerini taşıyan bu parçalar patojen mikroorganizmalara aktarılır. Böylece hastalık yapan mikroorganizmalar farklı antibiyotiklere direnç kazanır ve bu haliyle insan yaşamı açısından daha tehlikeli hale gelir. O nedenle antibiyotik direnç genlerinin geçiş mekanizmasının açığa çıkarılması, dirençli patojen mikroorganizmalarla mücadelede oldukça önemli bir aşamayı oluşturmakta.