Tehlikeli bakterilerin sadece kokusu bile bir yuvarlak solucanın bağışıklık sistemini alarma geçirmeye yetiyor.
İnsanların buzdolabından “bozuk” yiyecek kokusu alması gibi; nematod (yuvarlak solucan) Caenorhabditis elegans‘ın koku alma nöronları da, kötü kokulu yiyecekler için bir erken uyarı işareti görevi görüyor olabilir.
Solucan, kötü kokulu yiyecekleri tespit etmek için koku alma nöronları kullanıyor. Ancak zararlı bakterilerin kokusu, solucanın patojeni yemesi için bir engel teşkil etmiyor. Fakat bu kötü kokular, solucanın bağırsaklarını bir bağışıklık reaksiyonu ile en kötü senaryoya hazırlıyor.
Patojenik bakteriler, enfeksiyon yapabilmek için demire ihtiyaç duyarlar. Solucanın vücudu, kendi bağırsak hücrelerinden mitokondriyi uzaklaştırarak olası bir enfeksiyonun gelişmesini engelliyor.
Berkeley’deki California Üniversitesi’nden araştırmacılar, bu önleyici bağışıklık tepkisinin nematodları ölümcül patojenlerden korumak için evrimleştiğinden şüpheleniyor.
C. elegans‘ın hayatta kalmak için bakteri yemesi gerekiyor, ancak hangi hücrelerin besleyici ve yenilebilir, hangilerinin potansiyel olarak zararlı olduğunu bilmek solucanın hayatta kalabilmesi için çok önemlidir.
Solucanlar, özelleşmiş gözlere sahip değillerdir. Nematod’un bir yiyeceği yutmadan önce tehlikeli olup olmadığını anlamasının tek yolu toksik bakterilerin “kokusunu” tespit etmektir. Bu tespiti, bakteriler tarafından çevreye yayılan ve uçucu metabolitler olarak adlandırılan doğal yan ürünler aracılığıyla yapar.
C. elegans‘ı öldüren Pseudomonas aeruginosa adlı bir bakteri türü, asetilpropiyonil adlı bir metabolit üretmektedir.
Deneylerde, yuvarlak solucanların koku alma sinir sistemi “asetilpropiyonil” metabolitini tespit etti ve kendi hücrelerinde mitokondriyal bir stres reaksiyonu gösterdi. Bu reaksiyon, özellikle bağırsak hücrelerinde meydana gelen bir çeşit “boyanma” ile tespit edildi.
Mitokondriyal stresin aktivasyonunu işaret eden floresan yeşili ile boyanmış C. elegans kümeleri. Soldaki: koku aktivasyonu olmadan. Sağdaki: koku aktivasyonu ile. Görsel kaynağı: Julian Dishart ve Andrew Dillin / UC Berkeley
Koku alma nöronları, koku bulunmadığında sürekli olarak “gözcü’ modunda çalışır ve bir koku tespit edildiğinde aktifleşirler.
Bilim insanları, solucanların koku alma nöronlarını baskıladıklarında, solucan hücrelerinin bir koku maddesinin varlığından bağımsız olarak önleyici bağışıklık reaksiyonu göstermeye devam ettiğini keşfetmişlerdir. Ayrıca koku almanın, tıpkı C. elegans‘ta olduğu gibi diğer canlılarda da bağışıklık reaksiyonunu tetikleyebileceği düşünülmektedir. Ancak, diğer hayvan türlerinde bu durumun yaygın olup olmadığı bilinmemektedir.
Sinirbilimci Julian Dishart, koku alma yetisinin diğer hayvan soylarında da korunduğunu ve kokunun memelilerde de benzer bir etkiye sahip olabileceğini düşünmektedir. Bu nedenle, kokuların diğer hayvanların bağırsak sistemlerini nasıl etkilediğini araştırmak için daha fazla çalışmaya ihtiyaç vardır.
Sinirbilimci Andrew Dillin ise, patojenlerden yayılan ve bir enfeksiyonla savaşmamıza yardımcı olabilecek bir koku olup olmadığını merak etmektedir ve bu konuya ilişkin araştırmalarını şu anda fareler üzerinde yapmaktadır.
Kaynaklar ve İleri Okuma
- J.G. Dishard. Olfaction regulates peripheral mitophagy and mitochondrial function. (21 Haziran 2024). Alındığı Tarih: 14 Ekim 2024. Alındığı Yer: Science | Arşiv Bağlantısı
