Bilim dünyası, bir mikroorganizmanın imkansız görünen dar geçitlerden nasıl geçtiğini keşfetti. "C. insecticola" isimli bakteri, dar alanlara girdiğinde kamçısını bedenine sararak bir matkap ucu üzere dönmeye başlıyor. Bu biyolojik strateji, geleceğin mikro robotlarına ilham verebilir.
Doğa bazen en karmaşık mühendislik sorunlarına en şık tahlilleri sunabiliyor. Bilim insanlarının son araştırması, “Caballeronia insecticola” isimli bir bakterinin, bir fasulye böceğinin sindirim sistemindeki imkansız görünen dar geçitleri nasıl aştığını ortaya koydu.
Sadece 1 mikrometre genişliğindeki, yani bir saç telinden kat kat daha ince olan boğazlardan geçen bu mikroorganizma, hayatta kalmak için adeta vites değiştiriyor. Bakteri, “kamçı sarma” ismi verilen sıra dışı bir hareket prosedürü sayesinde bu dar tünelleri aşabiliyor.
Bakteriler, olağanda kamçılarını bir gemi pervanesi üzere gerilerinde sürükleyerek suyun içinde ilerliyor. Fakat araştırmacılar, C. insecticola’nın dar alanlara girdiğinde kamçısını bedeninin etrafına doladığını fark etti. Bu haliyle bakteri, dönen bir matkap ucu yahut bir tirbuşon üzere hareket ederek dar tünellerin içinden geçiyor. Bu keşif, yalnızca bir merakı gidermekle kalmıyor, ziyanlı bakterilerle uğraş formüllerinden nano-robot teknolojilerine kadar geniş bir alanda yeni kapılar aralıyor.
Esnek bir temas ve hayatta kalma sanatı
Araştırma takımı, bakterinin bu yeteneğini test etmek için laboratuvar ortamında böceğin bağırsak yapısına birebir benzeyen yapay kanallar oluşturdu. Müşahedeler sonucunda çarpıcı bir bilgi elde edildi: Geniş alanlarda bakterilerin yalnızca yüzde 15’i kamçısını sararken, dar tünellere girildiğinde bu oran yüzde 65’e çıkıyor. Bilgisayar simülasyonları ise bu stratejinin neden işe yaradığını açıklıyor. Dar bir alanda sıvı akışı duvarlar tarafından engellendiği için olağan bir yüzme hareketi fonksiyonsuz kalıyor. Lakin kamçının bedene sarılması, bakteri ile kanal duvarı ortasındaki küçük boşlukta sıvıyı geriye iten bir sistem oluşturarak güçlü bir ileri itiş gücü sağlıyor.
Bilim insanları bu gizemi daha da derinleştirmek için bakterinin “kanca” ismi verilen esnek eklem bölgesine odaklandı. Genetik modifikasyon deneyleri, bu kancanın yumuşaklığının her şeyin anahtarı olduğunu gösterdi. C. insecticola’nın bu esnek eklemi, sert bir versiyonla değiştirildiğinde bakteri dar alanlarda adeta çakılıp kaldı. Öte yandan, olağanda dar alanlarda ilerleyemeyen öbür bakteri çeşitlerine bu yumuşak eklem nakledildiğinde, onların da bir dereceye kadar “matkap moduna” geçebildiği görüldü. Bu durum, evrimin bu bakteriyi konakçısının iç mimarisine nazaran özel olarak şekillendirdiğini kanıtlıyor.
Ayrıca bu yetenek yalnızca bu tipe mahsus de değil ve mide asidine karşı direnen Helicobacter yahut mukoza katmanlarında ilerleyen Pseudomonas üzere birtakım ziyanlı tiplerin de benzeri stratejiler kullandığı düşünülüyor. Mikroorganizmaların bu “vites değiştirme” stratejisini anlamak, gelecekte enfeksiyonları durdurmak için bu mekanizmayı bozacak tedaviler geliştirmemize yardımcı olabilir. Hatta bu biyolojik tasarım, tıpta kullanılacak mikro robotların yahut nano ölçekli sondaj sistemlerinin geliştirilmesine bile ilham verebilir.
Kaynak: Chip
COMMENTS