Bazı süper kahramanlar pelerin giymez. Aşırı soğuğa, aside ve susuzluğa dayanabilen Deinococcus radiodurans adlı mikrop, insanları on binlerce kez öldürebilecek radyasyon dozlarına dayanıklılığı sayesinde "Conan the Bacterium" (Bakteri Conan) lakabını almıştır.
Mikro-Conan’ın Gücünün Kaynağı
Mikro-Conan’ın gücü, oksijen radikallerini hücrenin onarım süreçleri için hayati önem taşıyan proteinlere zarar vermeden önce etkisiz hale getiren güçlü bir antioksidan karışımında gizlidir. Bu koruyucu maddelerin nasıl çalıştığını anlamak için, ABD'deki Northwestern Üniversitesi ve Uniformed Services Üniversitesi’nden (USU) araştırmacılar, bu sürecin kimyasını detaylı bir şekilde inceledi.
Radyasyona Karşı Dayanıklılığın Sırrı
Elde edilen bulgular, bakterinin radyasyona karşı direnç mekanizmalarına dair önceki varsayımları sorguluyor. Radyasyon, biyolojik yapıların bağlarını aşırı yükleyerek zarar verir. Çoğu organizma, genetik materyal gibi hayati sistemlerde oluşan hasarı onarmak için etkili mekanizmalara sahiptir.
Ancak iyonlaştırıcı radyasyona maruz kalan hücreler, toksik oksijen molekülleriyle dolar. Bu "süperoksit radikalleri" hızla temizlenmezse, onarım mekanizmalarını etkisiz hale getirir ve hasarın büyümesine yol açar.
Manganez Bazlı Koruyucu Karışım
D. radiodurans, oksijen hasarını önlemek için manganez bazlı güçlü bir antioksidan karışımı geliştirmiştir. Manganez, fosfat gibi maddelerle birleştiğinde, oksijenin zararlı etkilerini olağanüstü bir verimlilikle hafifletir.
Önceki çalışmalar, manganez ve fosfatla zenginleştirilmiş bir peptit olan MDP’nin bu koruyucu sistemin önemli bir bileşeni olduğunu göstermiştir. Bu keşif, gama radyasyonu ile sterilize edilmesi gereken aşıların ana proteinlerini koruyacak yeni bileşiklerin tasarlanmasına da ilham vermiştir.
"Sihirli" Kombinasyonun Keşfi
Northwestern Üniversitesi’nden kimyager Brian Hoffman ve USU’dan patolog Michael Daly liderliğindeki ekip, MDP’nin bileşenlerini test ederek bu maddelerin mikropta birikim şekillerini inceledi. Sonuçlar, manganez, fosfat ve peptitten oluşan üçlü kombinasyonun diğer tüm kombinasyonlardan çok daha etkili olduğunu ortaya koydu.
Hoffman, bu konuda "Uzun zamandır manganez iyonlarının ve fosfatın güçlü bir antioksidan oluşturduğunu biliyorduk, ancak üçüncü bileşenin eklenmesiyle ortaya çıkan ‘sihirli’ gücü keşfetmek büyük bir ilerleme," dedi.
Dayanıklılığın Sınırlarını Zorlamak
2022’de yapılan bir çalışmada, Hoffman ve Daly, kurutulup dondurulan D. radiodurans örneklerinin 140.000 gray radyasyona maruz kalmasına rağmen tekrar hayata döndürülebildiğini gösterdi. Kıyaslama yapmak gerekirse, insanları öldürmek için birkaç gray yeterlidir.
Gelecekteki Araştırma Alanları
Gelecekteki araştırmalar, manganez bazlı maddelerin geliştirilmesiyle bu süper mikrobun dayanıklılığının insanlara kazandırılabileceğini gösterebilir. Ayrıca, bu maddeler Mars gibi uzun yolculuklara dayanabilecek gıda ve ilaçların korunmasında da kullanılabilir.
Bu araştırma PNAS dergisinde yayımlanmıştır.
