Bilim insanlarından süper bakterilere karşı kritik MurJ keşfi

Caltech Üniversitesi'nde yürütülen yeni bir araştırma, antibiyotiklere dirençli süper bakterilere karşı mücadelede kritik bir dönüm noktasına işaret ediyor. Nature dergisinin 26 Şubat sayısında yayımlanan çalışmada, bilim insanları bakteriyel hücre duvarı oluşumunda kilit rol oynayan MurJ adlı proteinin, bakteriyofajlar tarafından devre dışı bırakılabildiğini gösterdi. Araştırma, ABD'de her yıl on binlerce insanın hayatını kaybetmesine yol açan antibiyotik direncine karşı yeni tedavi yollarının kapısını aralıyor. Çalışmayı Caltech'teki Bil Clemons laboratuvarında yüksek lisans öğrencisi Yancheng Evelyn Li yürüttü. Araştırmaya Texas A&M Üniversitesi ve diğer kurumlar da katkı sağladı. MurJ'nin yeni antibiyotiklerin geliştirilmesinde umut verici bir hedef oluşturduğu vurgulandı.

Clemons ekibi: MurJ süper bakterilere karşı yeni hedef olarak öne çıktı

Antibiyotik direncinin dünya genelinde hızla yayılması, bilim dünyasında büyük bir endişe kaynağı haline geldi. Özellikle ABD'de her yıl on binlerce kişi, mevcut ilaçlara dirençli bakteriyel enfeksiyonlar nedeniyle yaşamını yitiriyor. Bu dramatik artış, mevcut antibiyotiklerin etkinliğini yitirmesiyle doğrudan bağlantılı. Araştırmanın başındaki isimlerden Prof. Dr. Bil Clemons, "Evrim güçlüdür ve bakterilerde antibiyotiklere karşı direnç hızla gelişiyor. Artık elimizdeki tüm ilaçlara dirençli bakterilerle başa çıkmak zorundayız" dedi. Bu nedenle, bilim insanları bakterilerin zayıf noktalarını bulmak ve yeni nesil antibiyotikler geliştirmek için yoğun çaba harcıyor. MurJ proteini, bakteriyel hücre duvarının oluşumunda temel rol oynayan bir flippaz olarak öne çıkıyor. Araştırma, MurJ'nin etkisiz hale getirilmesiyle bakterilerin hayatta kalma şansının ortadan kalktığını ortaya koydu.

Nature'da yayımlanan bulgular: Bakteriyofajlar MurJ'yi hedef alıyor

Caltech ve Texas A&M Üniversitesi'nden araştırmacılar, bakterileri enfekte eden farklı fajların, MurJ proteinini aynı şekilde hedef aldığını gösterdi. Yüksek çözünürlüklü kriyo-elektron mikroskobu kullanılarak yapılan incelemede, üç farklı fajın ürettiği Sgl adı verilen proteinlerin, MurJ'yi dışa bakan bir pozisyonda kilitlediği tespit edildi. Bu durum, hücre duvarı inşasını durduruyor ve bakterinin ölümüyle sonuçlanıyor. Özellikle SglM, SglPP7 ve yeni tanımlanan SglCJ3 proteinlerinin MurJ'ye bağlanarak aynı etkiyi yarattığı belirlendi. Araştırmacılar, bu mekanizmanın farklı evrimsel yollarla gelişmiş olmasına rağmen aynı biyolojik çözümde buluştuğunu vurguladı. Bu bulgu, MurJ'nin evrimsel olarak bakterileri öldürmek için seçilmiş bir hedef olduğunu gösteriyor ve yeni antibiyotiklerin geliştirilmesinde bu yolun izlenmesi gerektiğine işaret ediyor.

Peptidoglikan sentezi ve MurJ'nin önemi: Yeni antibiyotikler için umut

Bakteriyel hücre duvarı, peptidoglikan adı verilen özel bir yapıdan oluşuyor ve bu yapı insan hücrelerinde bulunmuyor. Bu nedenle peptidoglikan biyosentezi, antibiyotik geliştirme çalışmalarında uzun süredir cazip bir hedef olarak değerlendiriliyor. Penisilin ve amoksisilin gibi mevcut antibiyotikler, peptidoglikan üretiminin son aşamasını engelliyor. Ancak bakterilerdeki hızlı evrim, bu ilaçlara karşı direnç gelişmesine yol açtı. Araştırmada öne çıkan MurJ, peptidoglikan öncülerini hücrenin içinden dışına taşıyan anahtar bir protein. MurJ, MraY ve MurG ile birlikte, hücre duvarı sentezinin temel taşlarını oluşturuyor. Şu ana kadar bu proteinleri doğrudan hedef alan onaylı bir ilaç bulunmuyor. Ancak araştırmacılar, doğadan türetilmiş veya kimyasal olarak sentezlenmiş küçük moleküllerle bu proteinlerin inhibe edilebileceğine inanıyor. Bakteriyofajların MurJ'yi hedef alan proteinler geliştirmesi, doğanın bu hedefi zaten kullandığını ve bu mekanizmanın ilaç geliştirme için model alınabileceğini gösteriyor.