Kromatin İpliği ve DNA'nın İkincil Bir Görevi Savunma Olabilir mi?

Vücudumuzdaki bağışıklık sistemimize ait hücrelerin kendilerini korumak adına başvurduğu iki yöntem vardır. Birincisi fagositoz, yani hücrenin bakteriyi kendi içine alıp öldürmesi. Fagositik hücre vücuda ait olmayan işgalci hücreyi yutarak kendi içine alır ve NOX2 enzimi tarafınca üretilen reaktif oksijen bileşenleri (ozon, hidrojen peroksit…) kullanılarak işgalci hücreler yok edilir. Ancak işgalci hücre bağışıklık sistemi hücrelerinin yutamayacağı kadar büyük olduğunda ikinci korunma mekanizması devreye girer. Bu mekanizma hücrelerin kendi genetik materyallerini, yani DNA’larını hücre dışına aktarmalarını içerir. Bağışıklık sistemi hücreleri DNA’larını yapışkan ve zehirli "nötrofil hücre dışı tuzakları" (NET) diye adlandırılan ağlara dönüştürüp hücre dışına çıkartırlar. Bu ağlara yakalanan bakteriler diğer küçük işgalciler gibi hücre içine alınarak değil de hücre dışında öldürülürler.

Doğuştan Sahip Olduğumuz Bu Bağışıklık Sisteminin Atası

Bahsettiğimiz iki çeşit savunma sistemi de araştırmacılarca uzun yıllardır bilinmekteydi. Ancak bu sistemlerin sadece insan gibi yüksek gelişmişlik düzeyinde olan hayvanlarda olduğu düşünülmekteydi. İsviçre, Cenevre Üniversitesi’ndeki (UNIGE) mikrobiyologlar yakın zamanda sosyal bir amip -ılıman orman topraklarında yaşayan tek hücreli bir mikroorganizma- türünde bu iki savunma mekanizmasının da kullanıldığını keşfettiler.

Bu tek hücreli canlılar birer bakteri avcıları. Fakat yeterli yemeğe ulaşamadıklarında bir araya gelip 100.000 hücreden oluşan “minik bir hayvan” oluşturuyorlar. Bu oluşan minik hayvan bir süre sonra adeta meyve veren bir ağaç gibi sap oluşturup bu sapın ucunda sporlar oluşturuyor. Uykuda olan sporlar yemek olmadan hayatta kalabiliyorlar. Rüzgar veya başka etmenlerce yemeğin olduğu bir bölgeye sürüklendiklerinde ise gelişimlerine devam ediyorlar.

Bu “minik hayvanı” oluşturmak için bir araya gelen hücrelerin yaklaşık %20’si kendini feda ediyor fakat geriye kalan %80 birer spora dönüşüp uygun zamanın gelmesini beklemek adına uykuya yatabiliyor. Yazımızı ilgilendiren kısım ise oldukça küçük fakat önemli bir yüzde olan %1’lik kısım. Bu %1’lik kısım bakteri avcısı özelliklerini koruyup “koruyucu” hücrelere dönüşüyor, yani minik hayvanımızın doğuştan gelen ilkel bağışıklık sistemini oluşturuyorlar. ”Minik hayvanın” hayatını tehlikeye atabilecek bakterilere karşı fagositoz ve nötrofil hücre dışı tuzaklarını kullanıyorlar.

Bu keşifle, gelişmiş hayvanlarla birlikte ortaya çıktığı düşünülen savunma sistemi stratejisinin aslında tek hücreli canlılarca 1 milyar yıldır uygulandığı ortaya çıkartılmış oldu.

Sosyal Bir Amibin İnsanlara Katkısı Ne Olabilir?

Amiplerde gerçekleştirilen bu keşif ilgi çekici olduğu kadar insan bağışıklık sistemini daha iyi anlamamız adına oldukça önemli bir gelişme. Örneğin kronik granülomatöz hastaları (ÇGD) bu amiplerce sentezlenebilen NOX2 enzimini sentezleyemiyorlar. Bağışıklık sisteminin sağlıklı olarak çalışması için gerekli olan bu enzimden mahrum kalan hastalar kendini tekrarlayan enfeksiyonlarla karşı karşıya kalıyorlar. Bu sosyal amip türü, genetiği değiştirilerek bağışıklık sisteminin mekanizmalarına dair her türlü deneyde kullanılabilir. Benzer bağışıklık sistemleriyle bu tek hücreli canlılar, genetik araştırmalar için eşi bulunmaz bir model organizma konumuna gelmiş durumdalar.