Bir Bakterinin Kılının (Pilus Yapısının), Aslında Bakteriye Güç Sağlayan Bir Nanotel Olduğu Keşfedildi!

Başlangıçta, araştırmacılar ‘elektrikli bakteri’ denilen Shewanella’da büyüyen uzun tendrillere baktıklarında, bunun yalnızca yüzeyleri hissetmeye ve diğer bakterilerle bağlantı kurmaya yarayan ortak bakteriyel kıllar (tekil: pillus, çoğul: pili) olduğunu düşündüler. Şimdi, bu kılların yapısı hakkındaki bir araştırma, onların aslında elektriği iletebilen nanoteller olduğunu ortaya koyuyor. Çalışma Proceedings of the National Academy of Sciences’da yayınlandı.

Güney Kaliforniya Üniversitesinden Moh El-Naggar bir basın bülteninde şöyle diyor:

Pili düşüncesi en güçlü hipotezdi, ancak biz her zaman ihtiyatlıydık; çünkü oluşumun ve yapının tam olarak anlaşılması çok güçtü. Sonra deneysel zorlukları çözdük ve somut veriler bizi tamamen farklı bir yöne götürdü. Yanıldığım için hiç bu kadar mutlu olmamıştım. Hatta, birçok yönden, bu bakterinin kendisine güç sağlaması için daha akıllıca bir yol olduğu ortaya çıktı.

Nanotellerin nelerden oluştuğunu görmek için, El-Naggar ve meslektaşları ilgili proteinleri sınırlandırmak için genetik ve moleküler biyolojiden teknikler kullandılar. Öncelikle nanotellerin oluşumu sırasında elektron taşınmasına yarayan genlerin ifadesinde bir artışın farkına vardılar ancak pili için olan genlerin ifadesinde böyle bir artış gözlenmedi.

Sonra ekip bakteriyi oksijenden yoksun bıraktı. Nanotellerini komutlara göre boylu boyunca uzatmaya zorladılar. Birçok hücre bölümünü ve belirli proteinleri renklendirdiler böylece bakteriler kamera için floresan ışığı yayacaklardı. Bizler gibi, bakteri de enerji için elektronları oksijene veriyor; oksijensiz ortamlarda, elektrikli bakteri elektronları kaya ve minerallere iterek hala enerji molekülü ATP üretebiliyor.

Ekip, nanotellerin bakterinin dış zarının uzantıları olduğunu keşfetti. Bakteriyel kıl proteinlerinden daha ziyade, bu uzantılar elektronları getirip götüren, cytochromes (sitokromlar) denilen özelleşmiş proteinlerden oluşmuştur. El-Naggar Popular Science’da şöyle diyor:

Hücrenin yaptığı şey, bir parça kesintisiz dönüşüm. Dış zarını uzun bir boru şeklinde uzatıyor.

Sitokromlar (Cytochromes) bakteriye çeşitli katı yüzeylere elektrik transfer etmeleri ve kendilerine güç sağlamaları için imkan veriyor. Mikropların mineralleri nasıl oluşturduğunu ve parçaladığını anlamak; araştırmacılara, yakıt hücreleri, bataryalar ve atığı elektriğe dönüştüren sistemler için, onlardan yararlanmalarında yardımcı olabilir. 

Yukarıda, sözü edilen nanotellerin bir videosu var. Bu birkaç saniyelik görüntülemeler, perde arkasında birçok şeyi aynı anda yapmanın sonucuydu: Eş zamanlı olarak birden çok özelliği işaretlemek, kıpırdanan bakteriye odaklanmış bir kamerayı tutmak, yüksek çözünürlük için ışıksal tekniklerle atomik mikroskobu birleştirmek.

Teşekkür: Bu yazıyı çeviren Esra Alp'e teşekkür ederiz.