Uzaktan Kumanda Edilebilen Bakteriler!

Hafif bir elektrik darbesi ile bakteriler, bilim insanlarının isteği doğrultusunda dans ettirilebiliyor ve hatta yüzdürülebiliyorlar. Araştırmacılar geçtiğimiz günlerde, elektriğin Escherichia coli (E.coli) bakterilerindeki belirli bazı genleri kontrol altına alabildiğini, mikropların kamçılarını kol gibi dalgalandırmalarını ya da komşularına bilgi ileterek onları kontrol edebilmesini sağladığını bildirdiler.

Bu masum bakterilere karışmak, canlı hücreleri insan yapımı malzemelerle karıştırıp yeni biyolojik sensörler ile diğer cihazları üretmenin ilk adımı aslında. Ama bir bakteriyi ya da daha büyük canlıyı belirli bir uzaklıktan kontrol etmenin tek yolu bu değil. Bilim insanları mikropları ve bakterileri kontrol etmek ve onları insan hücrelerine yerleştirmek için zaten ışığı ve mıknatısı kullanıyorlar. Bu uzaktan kontrol tekniği vücudumuzu öğrenmeye ve körlük, şeker hastalığı ve Parkinson hastalığı gibi bazı rahatsızlıkların tedavi edilmesine yardımcı oluyor.

Elektrik!

Yeni yapılan çalışmalar elektriğin hücreleri uyarmak için hızlı ve kesin bir yol olduğunu gösteriyor. Araştırmacılar, E.coli hücrelerine zayıf bir elektrik akımı uyguladılar ve onlara piyosiyanin denilen bir protein verdiler. Çalışmalarda piyosiyanin proteini elektrik akımından dolayı pozitif yüklendi ve hücre içindeki bazı genleri aktifleştirip pasifleştiren mekanizmayı etkinleştirmek için kullanıldı. E.coli hücrelerindeki bu yararlı mekanizma, araştırmacılara normalde pasif olan DNA parçalarını aktifleştirebilme şansı tanıyor. Bu sayede bakterilere yüzme emri veya diğer hücreye geçmesi için mesaj molekülleri salgılatabiliyorlar.

Bu durumda hücreler sinyali aldıklarında uyarıya cevap verebiliyorlar. Ancak elektrik, istenen hücrelerin yanında, uyarı verilmek istenmeyen hücrelerin davranışını da yönlendirebiliyor. Maryland Üniversitesi College Park’ta biyomühendis olan William Bentley, “Sinyal, genlerin herhangi birinden etkilenmesi istenmeyen hücreler tarafından yorumlanabiliyor.” diye konuştu. “Elektriğe tepki verecek şekilde tasarlanmış hücrelerdeki herhangi bir geni açabilirsiniz. Daha sonrasında da sinyalleme sürecini değiştirerek bu sinyal molekülüne tepki göstermesi istenen genleri açarsınız.”

Bilim insanları zaten elektriği derin beyin stimülasyonu, transkraniyal direkt akım stimülasyonu ve kalp pili gibi yöntem ve araçlarda kullanıyorlar. Ancak bu yeni yöntem ile bilim insanları, elektriğe normal yollarla cevap vermeyen bazı işlemleri de yapabilirler. Gelecekte elektrik sayesinde hücreler hormon ya da daha küçük molekülleri üretmesi için kumanda edilebilir. Aslında bakteriler yıllardır ilaç yapımı için programlanıyorlar.

Bently, “Diyabetik hastalara verilen insülin, aslında bakterilerle tıpkı bizim hücrelere yaptığımıza benzer şekillerde yapılıyor.” diyor. Bunu, içine bakteri hücreleri yerleştirilmiş, yutulabilecek küçük bir kapsül biçimli mikro elektronik cihazın içindeki diğer yararlı bileşikler ve insülin üreten yaşayan birer fabrika olarak düşünebiliriz. Kapsül veya implant kan şekerinin veya patojenlerin yanlış çalışması gibi bazı problemleri tespit edebilir ve daha sonra hücrelerin insülin, antibiyotik veya diğer ilaçları pompalamasını sağlar.

Kaynak: Natural Product Communications