Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

Çamaşır suyu, asitler, fenoller ve alkoller gibi infeksiyözler bulaşıcı hastalıklara karşı önemli silahlardır. COVID-19 salgını sırasında, koronavirüs tüm dünyada hızla yayılırken, uzmanlar viral bulaşmayı önlemek için sık dokunulan yüzeylerin dezenfekte edilmesini önerdi . Buna rağmen, bilim insanları bu bileşiklerin mikropları nasıl öldürdüğünü veya mikropların bunlara nasıl toleranslı hale geldiğini tam olarak anlayamıyor.

Şimdi, Xiamen Üniversitesi’nden Xilin Zhao liderliğindeki bir araştırma ekibi, Escherichia coli’deki bir enzimdeki mutasyonun, bakterinin dezenfektanlara maruz kalmasına yardımcı olduğunu buldu. Ulusal Bilimler Akademisi Bildirileri’nde yayınlanan sonuçlar, bakterilerin dezenfektanlara karşı nasıl tolerans geliştirdiğine dair içgörüler sağlıyor ve patojenlerde dezenfektan toleransı için araştırılabilecek genleri belirliyor.

Araştırmacılar, E. coli’nin karbonhidrat fosfotransferaz sisteminde (PTS) yer alan bir gendeki mutasyonu taşıyacak şekilde tasarlanmış bir suşunu kullanarak işe başladılar . Bu gen, bakterinin fenoller de dahil olmak üzere bazı dezenfektanlara karşı tolerans göstermesine neden oluyor. Fenole ilk maruziyet ptsI mutantlarının çoğunu yok etse de, bakterilerin bir kısmı daha sonraki tedaviden sağ çıktı.

Fenol toleranslı bakterilerin genomunun dizilenmesi, protein sentezi için gerekli olan fenilalanin-tRNA sentaz (PheS) enziminin bir alt biriminde bir mutasyon olduğunu ortaya çıkardı. Bu mutasyon, proteindeki 158. Pozisyonda fenilalanin amino asidinin sistein ile değiştirilmesine neden oldu (F158C). CRISPR/Cas9 düzenleme araçları kullanılarak vahşi tip E. coli’ye pheS F158C mutasyonunun tanıtılması, onları birkaç başka dezenfektana karşı toleranslı hale getirdi.

Zhao ve ekibi fenilalanini sistein dışındaki diğer amino asitlerle değiştirdiğinde, mutantların fenole hâlâ tolerans gösterdiğini buldular ; bu da özelliğin amino asitlerden ziyade spesifik pozisyona bağlı olduğunu gösteriyor.

Araştırmacılar, 158. Pozisyondaki bir mutasyonun PheS’in substratı olan fenilalanini tanıma yeteneğini azaltabileceğini ileri sürdüler . Bu, bakterilerin bu tür strese yanıt olarak ürettiği « anti-ölüm » sinyal molekülleri olan alarmonların birikmesini tetikleyebilen fenilalanin açlığı koşullarını taklit edebilir. Antimikrobiyal dirençle ilişkili bir alarmon, guanozin pentafosfattır (ppGpp). Mutasyonu ppGpp sentezleyemeyen bir E. coli suşuna tanıtmak, fenol toleransını ortadan kaldırarak mutasyonun alarmon aracılığıyla etki ettiğini doğruladı.

Daha ileri deneyler, alarmone’un reaktif oksijen türlerini (ROS) baskılayan genlerin transkripsiyonuyla sonuçlanan bir olaylar dizisini tetiklediğini ve bunun da bakteri ölümünü tetiklediğini ortaya koydu. Bununla tutarlı olarak, Zhao ve ekibi dezenfektan maruziyetinin E. coli ROS seviyelerinde bir artışa neden olduğunu ve bu artışın mutant suşta azaldığını gözlemlediler.

Son olarak araştırmacılar sonuçlarının klinik önemini araştırdılar. Patojenik Klebsiella pneumoniae ve enterohemorajik E. coli’nin PheS’ine bir F158C mutasyonu eklediklerinde, insanlarda yaygın olarak hastalığa neden olan bakteri suşları, mutantlar dezenfektanlara karşı tolerans gösterdi.

Yazarlar, takip araştırmalarının, ilave aminoasil-tRNA sentetazlarındaki mutasyonların bakterilerde benzer dezenfektan toleransına yol açıp açmadığını ve bu etkiyi sağlamada diğer hücresel yolların rol oynayıp oynamadığını incelemesi gerektiğini belirttiler.

Yazar: Bassma Bouanani

Kaynakça:https://www.the-scientist.com/how-bacteria-outsmart-disinfectants-72537