Bakteriyaları yoluxduran viruslar – bakteriofaqlar kimi tanınan – bakterial xəstəliklərlə mübarizə aparmaq üçün məqsədyönlü şəkildə istifadə edilə bilər. Onlar həmçinin qlobal biogeokimyəvi dövrlərdə mühüm ekoloji rol oynayırlar. Kaiserslautern-Landau Universitetinin (RPTU) tədqiqatçılarının son araşdırmaları su faqlarında əvvəllər naməlum olan köməkçi metabolik geni müəyyən etdi və bununla da bu bakterial yırtıcılar haqqında əvvəlki anlayışı əhəmiyyətli dərəcədə genişləndirdi.

Əsər Nature Communications jurnalında dərc olunub .

Faglar yalnız bakteriyalara hücum edən viruslardır. Çox sayda elm adamının məqsədi 20 ilə 300 nm (bir saçın qalınlığı 80.000 nm) arasında olan bu kiçik replikativ vahidlər haqqında daha çox öyrənməkdir.

RPTU-dan professor Nikol Frankenberq-Dinkel izah edir: “Əgər faqların son nəticədə bakteriyalara necə yoluxması və öldürməsinin təfərrüatlarını başa düşsək, gələcəkdə onları xüsusi olaraq zərərli bakteriyalara qarşı istifadə edə bilərik”. Mikrobiologiya qrupu, faqların bakteriyaları onların təkrarlanması, yəni yüzlərlə yeni faqın istehsalı üçün “fabriklərə” çevirmək üçün istifadə etdiyi müxtəlif strategiyaları araşdırır.

Professor Frankenberq-Dinkel deyir: “Bizi xüsusilə su mühitləri, xüsusən də okeanlar və göllər maraqlandırır, çünki faqlar çox sayda olur və onlar qida maddələrinin təkrar emalında mühüm ekoloji rol oynayırlar”.

Bakteriofaqların tədqiqat sahəsinin uzunmüddətli məqsədi təkcə xəstəliklərə cavabdeh olan “pis” bakteriyalarla mübarizə aparmaq üçün faq terapiyasını tətbiq etmək deyil, həm də su yaşayış yerləri ilə bağlı qalmaq, qlobal qidalanma dövrlərində faqların ekoloji rolunu həll etməkdir.

Faqlar bakterial populyasiyalara nəzarət etməklə, mikrob müxtəlifliyini qorumaqla və viral şunt kimi proseslər vasitəsilə qidalanma dövriyyəsinə təsir etməklə su mühitində mühüm ekoloji rol oynayır . Onlar həmçinin üfüqi gen transferini – adətən olduğu kimi nəsildən-nəslə deyil, bir orqanizmdən digərinə ötürülməsini təşviq etməklə və bakteriyalara seçici təzyiq göstərməklə mikrob təkamülünə təkan verir .

https://googleads.g.doubleclick.net/pagead/ads?gdpr=0&us_privacy=1—&gpp_sid=-1&client=ca-pub-0536483524803400&output=html&h=135&slotname=8188791252&adk=2329133447&adf=1857921027&pi=t.ma~as.8188791252&w=540&abgtt=6&fwrn=4&lmt=1729101917&rafmt=11&format=540×135&url=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fnews%2F2024-10-bacteria-auxiliary-metabolic-genes-phages.html&wgl=1&uach=WyJXaW5kb3dzIiwiMTUuMC4wIiwieDg2IiwiIiwiMTI5LjAuNjY2OC4xMDEiLG51bGwsMCxudWxsLCI2NCIsW1siR29vZ2xlIENocm9tZSIsIjEyOS4wLjY2NjguMTAxIl0sWyJOb3Q9QT9CcmFuZCIsIjguMC4wLjAiXSxbIkNocm9taXVtIiwiMTI5LjAuNjY2OC4xMDEiXV0sMF0.&dt=1729101749292&bpp=2&bdt=1184&idt=83&shv=r20241014&mjsv=m202410150101&ptt=9&saldr=aa&abxe=1&cookie=ID%3D534c8786bf75d2ee%3AT%3D1729101614%3ART%3D1729101614%3AS%3DALNI_MbTHKZxl7gLOzTILa8TX13EitEOIw&gpic=UID%3D00000f0bc87df992%3AT%3D1729101614%3ART%3D1729101614%3AS%3DALNI_MaecMbMcxPwV-J3CvP8YQRtr_yFWw&eo_id_str=ID%3D225932ab59df61d0%3AT%3D1729101614%3ART%3D1729101614%3AS%3DAA-AfjYAtaJRoyFre-9Jvpoxw817&prev_fmts=0x0&nras=1&correlator=570821209092&frm=20&pv=1&rplot=4&u_tz=240&u_his=1&u_h=864&u_w=1536&u_ah=816&u_aw=1536&u_cd=24&u_sd=1.25&dmc=8&adx=395&ady=2249&biw=1519&bih=730&scr_x=0&scr_y=0&eid=44759875%2C44759926%2C44759837%2C31087891%2C95344189%2C95345270%2C31088101&oid=2&pvsid=3515822716470781&tmod=520045854&uas=0&nvt=1&ref=https%3A%2F%2Fphys.org%2Fsort%2Fdate%2Fall%2Fpage8.html&fc=1920&brdim=0%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C0%2C0%2C0%2C1536%2C730&vis=1&rsz=%7C%7CpeEbr%7C&abl=CS&pfx=0&fu=128&bc=31&bz=0&td=1&tdf=0&psd=W251bGwsW251bGwsbnVsbCxudWxsLCJkZXByZWNhdGVkX2thbm9uIl0sbnVsbCwxXQ..&nt=1&ifi=4&uci=a!4&btvi=1&fsb=1&dtd=M

Frankenberq-Dinkelin komandası İsrail, Hollandiya, Tübingen və Ştexlin/Potsdamdan olan tədqiqatçılarla əməkdaşlıq edərək, bioinformatikadan istifadə edərək ətraf mühit nümunələrindən alınan fag genetik materialını təhlil etdi.

“Normal olaraq, bu genetik material əsasən yeni faq hissəciklərinin istehsalı üçün plan məlumatlarını ehtiva edir. Daha sonra faglar bakteriyalardan fabrik kimi istifadə edirlər” dedi professor.

Bununla belə, tədqiqatçılar fajın genetik materialında “köməkçi metabolik genlər” də tapıblar. Bu köməkçi genlər əvvəlcə bakteriyalardan gəlir və bir dəfə faglar tərəfindən qaçırılıb. Onlar yeni faq hissəciklərinin yığılması üçün tələb olunmur, əksinə, fag infeksiyası zamanı ev sahibini, yəni bakteriyaları “yenidən proqramlaşdırmaq” üçün xidmət edir.

Frankenberq-Dinkel son nəticələrini açıqlayaraq, “Tədqiqatımızda faglarda əvvəllər məlum olmayan köməkçi metabolik gen aşkar etdik” deyir. “Biz bu genin “həyatın piqmentləri”nin biosintezi üçün vacib olan aktiv proteini kodladığını göstərə bildik”.

Tetrapirollara həyatın piqmentləri deyilir. Bu kimyəvi birləşmələrin ən mühüm nümayəndələri oksigenin daşınması üçün qanda hemoglobinin tərkib hissəsi olan hem və fotosintez üçün zəruri olan yaşıl yarpaq piqmenti olan xlorofildir.

Frankenberq-Dinkel qeyd edir: “Nəticələrimiz tetrapirolların faq infeksiyası zamanı mühüm rol oynadığını göstərir. Onlar o qədər əhəmiyyətli görünürlər ki, faglar bu əlavə genetik materialı daşıyırlar, çünki bu, bir növ onlar üçün faydalıdır.”

“Faq infeksiyası üçün tetrapirolların əhəmiyyəti əvvəllər bu dərəcədə məlum deyildi. Tetrapirollar hüceyrələrdə enerji istehsalı üçün vacibdir”, – Frankenberg-Dinkel davam edir. “Bakteriyaların faj hissəcikləri istehsal etməli olduğu zaman enerji tələbinin artdığından şübhələnirik. Buna görə də, daha çox tetrapirrol tələb oluna bilər.”

Tədqiqatçılar köməkçi metabolik genin həm duzda, həm də şirin suda müəyyən edilmiş faqlarda olduğunu nümayiş etdirə bildilər.

Frankenberq-Dinkelin sözlərinə görə, hazırkı tədqiqatın nəticələri daha bir maraqlı tapıntı ortaya qoyur: tetrapirolların ilk xəbərçisini istehsal etməyin iki yolu var, bunlardan biri Şemin yolu adlanan yoldur. Tədqiqatçılar faqlarda məhz bu yolu, daha doğrusu, bunun üçün tələb olunan genetik quruluşu müəyyən ediblər.

“Şemin yolu yalnız bir qrup bakteriyada, əks halda isə yalnız quşlarda və məməlilərdə olur. Bu o deməkdir ki, faqlar bu geni müəyyən bir bakteriya qrupundan almış olmalıdır . Bəlkə də Şemin yolu alternativ C5-dən daha səmərəli olduğuna görədir. yol, çünki iki əvəzinə yalnız bir ferment tələb edir “dedi.

Daha çox məlumat: Helen Wegner et al, Su mühitindən bakteriofaq ardıcıllığında tetrapirol biosintezi üçün Şemin yolu genlərinin müəyyən edilməsi, Təbiət Əlaqələri (2024). DOI: 10.1038/s41467-024-52726-3

Jurnal məlumatı: Nature Communications 

Rheinland-Pfälzische Technische Universität Kaiserslautern-Landau tərəfindən təmin edilmişdir