in

Bağırsak Mantarları: Yeni Kimyasalların Beklenmedik Kaynağı

Anaerobik Dört Mantar Türü ve İlerideki Çalışmalar

Griş

Oksijen varlığında ölen anaerobik mantarlar, otoburların bağırsaklarında bulunur ve lifli besinlerin sindirilmesine yardımcı olur. Evrimsel süreçte bu mantarlar, oksijenli ortamda yaşayabilen aerobik mantarlardan daha önce ayrıldılar. Oksijen, zengin bir enerji kaynağıdır ve anaerobik mantarlar oksijen kullanmadığı için uzun zamandır bilim insanları bu mantarların, doğal ürünler olarak adlandırılan karmaşık bileşikler yapacak enerjiye sahip olmadıklarını düşünüyorlardı. Buna rağmen anaerobik dört mantar türünün genom taraması, bu grubun beklenmedik güçte olduğunu ilk kez ortaya çıkardı.

Bağırsak Mantarları
Görsel: Yem Kanyaşı otu üzerinde büyüyen, anaerobik mantar Anaeromyces robustus.

Etkisi Nasıldır?

Geçmişte doğal ürünler, önemli bir antibiyotik kaynağıydı. Aslına bakacak olursak, anaerobik mantarlar bu bileşiklerini kendilerini savunmak için kullanır. Ancak bu bileşikler, mantarın bitki biyokütlesini metabolize etmesi için de olabilir. Rus bilim insanları, bitkileri nasıl daha kolay karbon nötr biyoyakıtlara dönüştürebileceğine ışık tutuyor. Ayrıca birçok doğal ürün polimeri ve ticari kimyasallardan ziyade, damla biyoyakıtlar için potansiyel nitelikte. Bu çalışmalar sonucunda anaerobik mantarlar, biyoekonomiye destek olacak yeni bir bileşik olabilir.

Santa Barbara’daki Kaliforniya Üniversitesi’nde Kimya Mühendisi olan O’Malley önderliğindeki takım, Santa Barbara Hayvanat Bahçesi’nde koyun ve keçinin, Massachusetts’te ise bir atın dışkısını anaerobik mantarlar için topladı. Geviş getirenlerin sıvısında – kötü kokan- oksijensiz özler yetiştirerek dört suşu Anaeromyces robustus, Caecomyces churrovis, Neacallimastix californiae ve Piromyces finnis izole edebildiler. 2017’de rapor edilen çalışmaya göre mantar genomları, Berkeley Laboratuvarı’nda bulunan bir DOE Bilim Ofisi Kullanıcı Tesisi olan ABD Enerji Bakanlığı, Ortak Genom Enstitüsü (JGI) tarafından sıralandı. Yakın zamanda O’Malley’in takımı, otoburların bağırsaklarındaki bitkiyi sindirmede mantarların büyük rol oynadığını anladı.

Yakın geçmişte Proceedings of The National Academy of Sciences’da rapor edilen genomlara ve takip deneylerinde, mantarların da bir dizi doğal ürün ürettiğini ortaya çıkardı.

Özet

Laboratuvarda O’Malley ve takımı, mantarların doğal ürünlerin “yapı taşları” olan biyosentetik gen kümelerini sentezlediklerini onayladılar. Daha sonra takım, sentezlenen genlerin umulan proteinlere dönüştüğünü onayladı. Bu çalışma, bir DOE Bilim Ofisi Kullanıcı Tesisi olan Çevresel Moleküler Bilimler Laboratuvarı (EMSL) ile işbirliği içinde yapıldı. Takımın hem Ortak Genom Enstitüsü hem de Çevresel Moleküler Bilimler’deki araştırması, araştırmacıların çoklu DOE Bilim Ofisi Ulusal Kullanıcı Tesisi, uzmanlığı ve yetenekleri daha kolaylıkla bütünleştirmeye olanak sağlayan Kullanıcı Bilimi için İşbirliklerini Entegre Eden Tesisler (FICUS) tarafından tek bir öneriyle etkinleştirildi.

Mantarın hangi doğal ürünleri ürettiğini belirlemek, araştırmacıların bir sonraki adımıydı. Bu sebeple, Ortak Genom Enstitüsü Metabolomik Teknoloji Grup Başkanı Trent Northen ve bilim insanları; Ben Bowen ve Katherine Louie ile bileşikleri yıkmak ve yapılarındaki bulmacayı çözme amacıyla kütle spektrometresi deneyleri gerçekleştirildi.

Elde edilen sonuçlara göre anaerobik mantarlar, yeni bir kimyasal çeşitlilik kaynağı olan molekülleri sentezliyor. Bilim insanları, önceden bilinen biyoaktif doğal bir ürün olan baumin’den ziyade (potansiyel olarak) üç grup yeni bileşiği belirledi. Baumin, öncesinde yalnızca  aerobik mantarlar tarafından üretildiği bilinen bir antioksidandır.

O’Malley ve ekibi, doğal mantar ürünlerini daha fazla tanımlamak, üretimlerini arttırmak ve bileşiklerini izole etmek amacıyla genetik araçları kullanmayı planlıyor. Ürettikleri bileşikler oldukça gizemli olmasına rağmen, anaerobik mantarlar apaçık beklenmedik kimyasal potansiyellere sahiptir.

Kaynak: https://phys.org/news/2021-04-gut-fungi-unexpected-source-chemicals.html

Görsel Kaynak: https://www.nytimes.com/2018/11/08/health/immigration-gut-microbiome.html

Editör: Elif Berfin KORGAN

Ne düşünüyorsunuz?

6 Points
+ Oy - Oy

Bir yanıt yazın

E-posta adresiniz yayınlanmayacak. Gerekli alanlar * ile işaretlenmişlerdir