Virüsler, Bakterilere Bulaşmak İçin Solucanların Üstünde Seyahat Ediyor!

Buna mikrobiyal dünyanın Dune'u diyebilirsiniz. Ağustos 2024'te bioRxiv'de yayınlanan bir ön baskıya göre, virüsler toprakta haşhaş tohumu büyüklüğündeki nematod adı verilen kurtçukların sırtına binerek uzun mesafeler kat edebiliyor. Yolculukları sadece birkaç santimetre olsa da araştırmaya dahil olmayan Queens Koleji'nden viral ekoloji uzmanı John Dennehy bunun insanlar için bu binlerce kilometreye denk geldiğini belirtiyor.

Keşif, rağmen bakteriyofaj olarak bilinen belirli bir virüs grubunun uzaktaki bakterileri nasıl enfekte ettiğini ortaya çıkarıyor. Bu durum, bakteriyofajların da bakterilerin de aslında bir hareket kabiliyeti olmadığı düşünülecek olursa çok ilginç bilgilere kapı aralayabilir. Çalışmaya dahil olmayan Portland Üniversitesi'nden mikrobiyolog Molly Matty, bu bulgunun mahsulleri korumak için yeni yollar sunabileceğini ve biyomedikal araştırmaları yapanların toprak kaynaklı hastalıkları daha iyi anlamasına yardımcı olabileceğini söylüyor.

Dennehy, yapay koşullar altında da olsa toprak bakteriyofajlarının nematodlara tutunabileceği sonucuna daha önce varmıştı. 2006'da yaptığı çalışmada, virüsler laboratuvar kabının bir tarafına eklendiğinde, yalnızca nematodların varlığında diğer taraftaki bakterilere bulaşabildiklerini göstermişti. Dennehy, bu bulaşmanın nasıl olduğunu da bildiklerini belirtiyor. Solucanlar, bakteriyofajlarla enfekte olmuş bakterileri yediğinde ve daha sonra kabın diğer tarafına geçip dışkıladıklarında virüsler burada daha fazla bakteriye bulaşabiliyordu. Ancak aynı durumun gerçek dünyada da geçerli olup olmadığı belirsizdi. Ancak laboratuvarın dışına çıkmak deneysel koşulları kontrol etmek ve uygun koşulları sağlamak zor olduğundan Dennehy bunu test edememişti.

Neredeyse 20 yıl sonra, Wageningen Üniversitesi'nden nematolog Lisa van Sluijs ve Hollanda Ekoloji Enstitüsü'nden toprak ekolojisti Kyle Mason-Jones bu çalışmayı yeniden ele aldı. Araştırmacılar, Dennehy'nin deneyini tekrarladılar, ancak bu sefer test kaplarını gübre veya kumlu toprakla doldurdular.

Bilim insanları, enfekte olmuş ve enfekte olmamış bakterileri kaplarda 2 santimetre arayla yerleştirdiklerinde hiçbir şey olmadı. Ancak karışıma yaygın toprak nematodları olan Caenorhabditis elegans veya C. remanei'yi eklediklerinde, bakteriyofajlar birkaç gün içinde bakterileri öldürmeye başladı. Bir şekilde virüsler, kendileriyle avları arasındaki 2 santimetrelik mesafeyi kat etmişti. Van Sluijs, o anki tepkisini şöyle anlatıyor:

Bu mesafe kendi boyutlarının yaklaşık 1 milyon katıydı. Çok heyecanlandık.

Dennehy'nin deneyinde olduğu gibi, bakteriyofajlar, bazen enfekte olmuş bir bakteriyi yemiş bir nematodun içinde seyahat ediyordu. Araştırmacılar, nematodların bakterileri yemesini engelleyen bir kimyasal eklediklerinde bakteriyofajların solucanın dışına yapıştığını gösterdiler. Araştırma ekibi, bakteriyofajların enfekte olmuş bakterilerin solucanın yüzeyine yapışarak solucan ile birlikte, tıpkı at biner gibi taşındığını düşünüyor.

Saunt Loup Araştırma Enstitüsü'nü kurucusu ve bağımsız toprak ekoloğu Philippe Baveye bu keşfin fajların konaklarını bulup enfekte ettiğine yönelik bulmacayı çözmek için çok önemli bir parça olduğunu vurguluyor.

Matty'ye göre ise nematodların sırtına binmenin virüslerin yolculuğunun sadece başlangıcı olabilir. Nematodların kendileri de salyangozlar veya tesbih böcekleri gibi daha büyük organizmalara tutunma eğiliminde olduğundan virüslerin bundan çok daha büyük mesafeler kat edebilme şansına sahip olabilirler. Yonsei Üniversitesi'nden moleküler genetikçi Jin Lee ise bu bulgunun önemine şöyle dikkat çekiyor:

Bu bulgu toprak ekolojisinde bakteriyofajları incelemenin önemini artırıyor. Bakteriyofajların bu komünitelerde yarattığı etkiyi hiç düşünmemiştim.

Van Sluijs ise bu etkinin çoğu kişinin fark ettiğinden çok daha büyük olabileceğini vurguluyor. Ölü bakteriler, toprakta depolanan organik karbonun temel bileşenleri arasında yer alıyor. Van Sluijs şöyle anlatıyor:

Virüs enfeksiyonları, bakterilerin ölümünü hızlandırır. Bu tür seyahatler ise virüslerin gidebileceğini mesafeleri arttırarak bakteriyel yıkımın boyutunun artmasına neden olabilir.

Van Sluijs ayrıca, bu durumun bakteriyofajların bakterilerin bitkileri öldürme veya insan hastalığına yol açma kabiliyetini de etkileyebileceğini vurguluyor. Şimdi ise Van Sluijs ve ekibi gelecekteki çalışmalarda kullanmak üzere bu etkileri daha detaylı bir şekilde ortaya koyacak bilgisayar modelleri geliştirmeyi hedefliyor.