Bakteriler Aralarında Nasıl Haberleşiyor?

Bakteriler Aralarında Nasıl Haberleşiyor?

Bakterilerin aralarında haberleşebildiğinin keşfi, biz insanların bu canlılara ilişkin bakış açımızı oldukça değiştirdi. Bizim kullandığımız gibi bir "dil" yerine bakteriler çeşitli sinyal molekülleri kullanıyorlar. Bu moleküller bakteri tarafından içinde bulunduğu ortama salgılanıyor. Bakteriler sinyal moleküllerini salgılayabildikleri gibi, bu moleküllerin ortamdaki yoğunluğunu ölçebilen bir mekanizmaya da sahipler. Günümüzde bu olaya "quorum sensing" (Yeter Çoğunluğu Algılama) adı veriliyor. Çünkü bakteriler ortamdaki sinyal moleküllerinin yoğunluğunu ölçerek aslında çevrelerindeki hücre yoğunluğu hakkında bilgi edinmiş oluyorlar. Yani ortamdaki sinyal molekülü yoğunluğu onu salgılayan hücrelerin miktarıyla doğru orantılı.



Peki bunu bilmenin bir bakteri için ne gibi bir önemi olabilir?

Patojen bakterilerin hastalık yapabilmek için vücudumuzda belli bir sayıya yani hücre yoğunluğuna ulaşmaları gerekir. Bu yüzden bakteriler yeter çoğunluğu algılama mekanizmalarını kullanarak sayılarının hastalık yapmaya yeterli olup olmadığını kontrol ederler. Eğer bakteri hücreleri vücutta yeterli bir yoğunluğa ulaşmadan hastalık yapıcı etkilerini göstermeye, örneğin bir toksini salgılamaya, başlarlarsa hastalık oluşmaz ve bakteriler vücudumuzun bağışıklık sistemi tarafından rahatlıkla yok edilir. Bu yüzden yeter çoğunluğu algılama, bakterilerin eşgüdümlü çalışmalarını sağlıyor diyebiliriz.

Bu haberleşme mekanizması tarafından kontrol edilen başka bir örnek de Vibrio fischeri adlı verilen bakterilerde görülen biyolüminesans (biyoışıma). Bu bakteriler mürekkepbalığı gibi bazı denizel hayvanların vücutları içinde simbiyotik olarak yaşarlar. Bakterilerin ürettiği ışık hayvana kamufle olma gibi çeşitli yararlar sağlar. Fakat Vibrio fischeri, populasyon yoğunluğu belli bir seviyeye ulaşmadan ışık üretmez. Bu yoğunluğa ulaşılıp ulaşılmadığını da her bir bakteri hücresi "quorum sensing" sayesinde algılar.

Bakterilerin salgıladıkları bu sinyal moleküllerine otoindükleyici (otouyarıcı) adı veriliyor. Bu moleküllerin yapısı türden türe değişiyor. Böylece her türün kendine özel bir haberleşme sistemi oluyor. Fakat şunu da eklemek gerek ki, farklı bakteri türleri arasında da bu tip bir iletişim olabileceğine ilişkin kanıtlar var.

Bu haberleşme mekanizmasının bizim için önemi ne olabilir?

Hastalık yapan bakterilerin bu haberleşme sistemini bozacak ya da yok edecek yolların bulunması biz insanların bu hastalıklara karşı önemli bir kozu olacaktır. Bu şekilde tasarlanacak ilaçlar, yani antibiyotikler, örneğin bakterilerin salgıladığı sinyal moleküllerini hedef alabilir. Bu sayede bakterilerin vücuda zarar vermesi engellenmiş olur.
Bunun yanında, tam tersi bir strateji de izlenebilir. Örneğin, bu hücreden hücreye iletişim mekanizması antibiyotik üretimi için daha da aktif hale getirilebilir. Yeter çoğunluğu algılama mekanizmalarını geliştirecek yollar bularak, bakterilerin tarafından üretilen antibiyotik, enzim ya da başka biyokimyasal maddeleri çok daha fazla miktarlarda elde etmek mümkün olabilir.