Bakteriler Zamanı Algılayabiliyor

Hayvanlar ve bitkiler, gece-gündüz döngüleri sırasında meydana gelen değişimleri algılayan biyolojik saate sahiptir. Sirkadiyen ritim olarak adlandırılan bu mekanizma sayesinde canlılar sıcaklık ve ışık miktarındaki değişimlere göre metabolizmalarını düzenler. İnsanların uyku düzenleri ve fotosentez, sirkadiyen ritim tarafından kontrol edilen süreçlerin örneklerindendir.

Sirkadiyen ritmin ortaya çıkması zaman alan bir süreçtir. Ayrıca ortam koşullarında meydana gelen değişimler sonucunda sirkadiyen ritim de değişebilir. Örneğin farklı saat dilimleri arasında seyahat eden insanların uyku düzenleri bozulur. Ancak birkaç gün içerisinde vücut saatinin kendini yeni ortam koşullarına göre ayarlamasıyla yeni bir ritim ortaya çıkar.  

Geçmişte yapılan araştırmalar sadece hayvanların ve bitkilerin değil fotosentez yapan bakterilerin de biyolojik saate sahip olduğunu göstermişti. Ancak fotosentez yapmayan bakterilerin biyolojik saatlerinin olup olmadığı bilinmiyordu. Uluslararası bir araştırma grubu yakın zamanlarda Science Advances’ta yayımladıkları bir makalede fotosentez yapmayan, toprakta yaşayan Bacillus subtilis türü bakterilerin de sirkadiyen ritme sahip olduğuna dair bulgulara ulaştıklarını açıkladı.

Araştırmacılar yaptıkları çalışmalar sırasında ışık yayan enzimlerden yararlanarak iki tür genin etkinliğinde meydana gelen değişimleri tespit etmişler. Bu genlerden biri (ytvA) mavi ışığı algılayan reseptörleri kodluyor, diğeri (KinC) ise biyofilmlerin oluşumunda rol alıyor.

Araştırmacılar yapay ışık kullanarak bakterileri 12 saatlik gece-gündüz döngülerine maruz bıraktıklarında, mavi ışık reseptörlerini kodlayan ytvA geninin etkinliğinin ortamdaki ışık miktarına bağlı olarak değiştiğini gözlemlemişler. Üstelik sirkadiyen ritimden beklendiği gibi bir düzenin ortaya çıkması birkaç gün sürüyor ve gece-gündüz döngülerinde kaymalar olduğunda bakteriler bir süre sonra yeni düzene uyum sağlamaya başlıyor.

Bakterilerin de biyolojik saate sahip olması çeşitli soruları akıllara getiriyor: Bakteriyel bir hastalığa yakalanıp yakalanmamanız açısından bakterilere hangi saatlerde maruz kaldığınız önemli mi? Bakterilerin kullanıldığı endüstriyel süreçlerin verimi günün hangi saatinde gerçekleştirildiklerine bağlı olarak değişir mi? Bakteriyel hastalıklara karşı kullanılan ilaçların ne ölçüde etkili olacağı hangi saatte alındıklarına bağlı mı? Bu ve benzeri sorulara cevap bulmak için gelecekte pek çok araştırma yapılması gerekiyor.