Labmedya - Laboratuvar ve Sağlık Gazetesi

İnsan, elektriğin gücünü kullanan tek canlı değildir. Bazı bakteriler de bunu, elektronları mesafelere aktarmak için yüzeylerinden teller gibi uzanan yapılar üreterek kullanabilirler. Şimdi, NASA’nın Kaliforniya Silikon Vadisi Ames Araştırma Merkezi’ndeki bilim insanları bu özel mikroplardan faydalanıp faydalanmayacaklarını görebilmek adına araştırma yapıyorlar. Uluslararası Uzay İstasyonu’nda (ISS) başlanan deneyle araştırmacılar, bu mikropların uzayda da Dünya’daki gibi çalışıp çalışmadığını öğrenecekler.

Söz konusu “Shewanella oneidensis MR-1” denilen bakterinin; ender yeteneklerinin farkına varabilmek için, kendi etrafındaki hareketli elektronların yaşamla ilgisinin anlaşılması gerekiyor. Elektronların bir molekülden diğerine transferi bütün organizmalar için gereklidir. Çünkü bu, organizmaların hayatta kalmak için ihtiyaç duydukları enerjinin üretilmesine izin verir. 

İnsanların oksijene bağımlı olmalarının bir nedeni de, hücre içindeki enerji üreten zincir reaksiyonunun elektronların oksijen molekülüne transfer edilerek gerçekleşmesidir. Bu, Shewanella dâhil olmak üzere oksijen solunumu yapan tüm organizmalarda aynı şekilde gerçekleşir. Ancak bu mikroorganizmayı özel kılan şey, aynı zamanda çevredeki oksijen seviyesi düşük olduğunda devreye giren bir yedekleme sistemi bulundurmasıdır. Shewanella sakin kalır ve demir, manganez gibi metaller kullanarak enerji üretimine devam eder. 

John Hogan ve Michael Dougherty’nin öncülük ettiği Ames’in Uzay Biyobilimleri bölümünden bir takım, Shewanella’nın electron-shuffling yapabilme becerisini daha iyi anlamak için çalışıyorlar. Biyofilm oluşturması bir yöntem olabilir. Bir biyofilmde, birçok bakteri birbirine yapışarak ince bir yüzey boyunca bir film oluşturur. Biyofilmlerin bilinen örnekleri, diş doktorlarının dişlerinizden temizlediği plaklar ve banyonuzdaki sabun kalıntılarıdır.

Shewanella, genellikle kayalar gibi metal içeren yüzeylerde biyofilm oluşturur. Bakteriler, dış yüzeylerinden uzattıkları bakteriyel nanoteller olarak da bilinen çok ince uzantıları kullanarak kayadaki metal molekülleri ile doğrudan temas edebilirler. Bunlar 10 nanometre civarında, yani insan saç telinden yaklaşık 10,000 kat daha ince olan inanılmaz incelikte uzantılardır. Tıpkı elektrik kordonunun telefonunuzu şarj etmek için soketten elektrik taşıması gibi, bakteri açısından da elektronları uzak mesafelere taşır. Bilim insanları bu organizmaların elektronları komünitenin diğer üyelerine iletmek için bu nanotelleri kullanarak birbirleriyle iletişime geçtiklerini düşünüyor.

Bu dikkat çekici yetenekler araştırmacılara onları nasıl kullanabildiklerini görebilmeleri için ilham verdi. İnsanlar güneş sisteminin uzak mesafelerine gidebilme girişimindeyken; astronot ekipleri daha uzun süreler boyunca kendi kaynaklarını üretebilmenin yollarına ihtiyaç duyacaklar. Shewanella gibi bakteriler için potansiyel uygulamalar uzayda ve dünyada mikrobiyal yakıt hücreleri kullanımı gibi bir teknolojinin gelişimini de kapsar. Örneğin atık su arıtımında bu yakıt hücreleri, Shewanella gibi mikroorganizmaları, kullanılan suda organik atık tüketirken ürettikleri elektriği de arıtma sisteminin kendisine yardımcı olmak için kullanırlar.

İlk olarak Ames ekibi, yerçekimi azaltılmış ortamda Shewanella’nın nasıl değişebileceğini incelemek için uzay istasyonuna SpaceX’in 15. Resupply Cargo göreviyle “Micro-12” adlı bir deneyi başlattı. Bu deneyle elektronları dünyadakiyle aynı hızda transfer edip edemeyeceğini ve biyofilm oluşumunun etkilenip etkilenemeyeceğini kontrol edecekler. Toplanan veriler ile NASA’nın bu organizmaların ne kadar gelişmesi gerektiğini ve bunları gelecekte nasıl kullanabileceğimizi öğrenmesine yardımcı olacak ve gelecekte 

yaşam-destek sistemleri ile güneş sisteminde uzun süreli insan görevleri için temel oluşturacak.

Kaynak: Nasa.gov / Oksijendergi