NASA, 2013 yılında en katı dezenfeksiyon önlemlerinden kaçan bir bakteri keşfetti. Bilim insanları ise bakterinin bunu nasıl başarmış olabileceğini yeni keşfetti.
Detaylar haberimizde…
Bir uzay aracı inşa etmek için son derece temiz bir inşaat alanına ihtiyacınız var. Mikroskobik uzaylı yaşam belirtileri aramak için başka bir dünyaya bir robot gönderiyorsanız bu olmazsa olmaz. Kaçak bir yolcuyu, uzaylılara dair ilk kanıtla karıştırmak istemezsiniz. Ayrıca, insanları uzun süreli uzay yolculuklarında potansiyel olarak tehlikeli mikroplardan korumak istiyorsanız da hayati önem taşıyor.
Bu nedenle uzay araçları genellikle Dünya’nın en steril ortamlarından bazıları olan temiz odalarda inşa ediliyor. Ancak on yıl önce, bilim insanları yepyeni bir bakteri türünün yalnızca bir uzay aracının temiz odasına değil, binlerce kilometre uzakta iki odaya girdiğini keşfettiklerinde şok oldular.
Bu bakteri, Tersicoccus phoenicis, zararsız çıktı. Ancak bu endişe vericiydi: Keşfedilmesinden önce bir süredir mevcut olduğu açıktı ve yine de bir şekilde tespit edilmekten ve sıkı sterilizasyon protokollerinden sıyrılmayı başarmıştı. Peki nasıl gizli kalmıştı?
Microbiology Spectrum dergisinde yayınlanan yeni bir çalışmada, bilim insanları bu sinsi bakterinin sırrını çözdüler: T. phoenicis, bilim insanlarının varlığını tespit etmesini engelleyen derin bir kış uykusu durumuna girebiliyor. Houston Üniversitesi’nde mikrobiyolog ve çalışmanın yazarlarından biri olan Madhan Tirumalai, “Ölü değil. Ölü taklidi yapıyordu. Sadece uyku halinde.” diyor.
T. phoenicis’in keşfinden bu yana, uzay ajansının temiz odalarında daha fazla gizemli mikrop ortaya çıktı ve henüz keşfedilmemiş başka mikroplar da orada saklanıyor olabilir. Houston Üniversitesi’nde biyolog ve biyokimyacı ve çalışmanın yazarlarından William Widger, “Birçoğu sorunlu olabilir.” diyor.
Temiz Oda Aşırılıkçıları
Birçok uzay aracının tamamen temiz olması gerekmiyor. Ancak, dünya dışı mikropları aramayı amaçlayan bir keşif aracı yapıyorsanız, Dünya’nın kendi mikroplarının da yanınızda olmamalı.. Uzaya giden astronotlar da hastalığa neden olan bakteri, mantar ve virüslerle karşılaşmaktan kaçınmalı. Bu nedenle, bazı “temiz odalar” son derece steril olmalı.
Hava filtreleri kir ve tozu sürekli olarak azaltırken, laboratuvarlardaki biraz daha yüksek hava basınçları havanın içeriye değil, dışarıya doğru akmasını sağlıyor. Yüzeyleri steril tutmak için biyosidal sıvılar, ultraviyole ışıklar, radyoaktif ışınlar ve mikrop öldürücü gazlar kullanılıyor. Suyun kaynama noktasının hemen üzerinde uzun süreli kuru ısıtma, besin dolu sulu mikro ortamları yok ediyor.
Bu çabalara rağmen, yiyecek hiçbir şey olmasa ve çeşitli can alıcı araçlarla saldırıya uğrasalar bile, bazı mikroplar ölümden kurtulabilir.
Temiz Odalarda Hayatta Kalmak ve Gelişmek
Uzay ajansları, temiz odaları mikroplar için sık sık tarıyor, yüzeyleri silerek örnekler alıyor ve hücre üreyip üremediğini görmek için besin açısından zengin sulara yerleştiriyor. Bazı durumlarda, hücreler üremese bile, örnekler herhangi bir inaktif veya ölü mikroorganizmadan kalan genetik materyal bulunup bulunmadığını görmek için kontrol ediliyor.
Son birkaç yılda, NASA ve ESA’nın en kapsamlı şekilde temizlenmiş uzay aracı montaj ve test odalarında, bilim insanlarının daha önce bilmediği birçok bakteri türü de dahil olmak üzere yüzlerce bakteri türü bulundu. Sadece bu yıl, bilim insanları iki uzay aracının temiz odasından alınan svaplarda 26 yeni bakteri tespit etti.
Son çalışmada yer almayan Florida Üniversitesi’nde uzay biyoloğu olan Nils Averesch, “Temiz odalarda ve uzay araçlarında bile hala çeşitli bir mikrobiyom var” diyor. Uluslararası Uzay İstasyonu’nun dışında, uzayın aşırı düşmanca doğasına maruz kalan yerlerde bile mikroplar bulundu.
Bazıları, kendilerini öldürmesi beklenen temizlik ürünlerini tüketerek hayatta kalmayı başardı. Diğerleri ise sporlar geliştirerek hayatta kalabilir: kalkan görevi gören sert biyolojik yapılar. Tirumalai, spor formundaki bakterilerin “tekrar filizlenmek için doğru koşulları bulana kadar milyonlarca yıl hareketsiz kalabileceğini” söylüyor.
Bir diğer seçenek de uykuda kalmak. Tirumalai, “Sinsi yaratıklar. Uyku modundalar.” diyor. Birçok bakteri türü, tekrar besin verildiğinde uyku halinden uyanıyor. Ve bu gerçekleştiğinde, bilim insanları bunlardan sürüntü örnekleri alıp laboratuvarda tespit edilebilir seviyelere kadar çoğaltabilirler.
Ancak bazı uyku halindeki bakteriler, yiyecek verildiğinde bile sessiz ve hareketsiz kalıyor. Bu uyku hali, gizli kalabildikleri anlamına geliyor. Widger, “Sürüntü örnekleri alıp kültür kaplarına koyuyorlar. Ve üremiyorlar,” diyor. Ve bu gerçek bir sorun teşkil edebilir.
2007 yılında, NASA’nın Phoenix Mars iniş aracını hazırlayan mühendisler, NASA’nın Florida’daki Kennedy Uzay Merkezi’ndeki montaj temiz odasının zemininden sürüntü örnekleri aldılar. Bu sürüntü örnekleri (ve DNA izleri için yapılan testler) sayesinde, bilim insanları 2013 yılında hem Kennedy Uzay Merkezi’nde hem de 4000 km uzaklıktaki Fransız Guyanası’ndaki Avrupa Uzay Ajansı’nın temiz odasında yeni bakteri T. phoenicis’i tespit ettiklerini duyurdular. Bu, iki ayrı temiz odada yeni bir mikrobun ilk kez bulunması anlamına geliyordu.
Bilim insanları, önce böceğin farklı steril ortamlarda bu kadar uzun süre nasıl hayatta kaldığına dair ipuçları bulmak için genomunu incelediler. Mikrobun, aynı gene sahip benzer bakterileri uyandırabilen, canlandırma destekleyici faktör veya Rpf olarak bilinen bir proteinin genini taşıdığını buldular.
Bu gene sahip olmak, bir bakterinin bundan faydalandığı anlamına gelmiyor. Bunu öğrenmek için Tirumalai’nin ekibi, T. phoenicis’i tüm besinlerinden mahrum bıraktı ve kuruyana kadar susuz bıraktı. Hücreler hızla uyku durumuna geçti. Çoğu durumda, bakteriler besin verildiğinde uyku halinden çıkıp yeniden büyümeyi başaramadı. Bazı durumlarda, hücreler besin açısından zengin havuzlarda kümeler halinde büyüdü, ancak bu birkaç gün sürdü.
Neredeyse tespit edilemeyecek bir uyku durumuna girme ve koşullar iyileştiğinde bile bu şekilde kalma yetenekleri, uzay aracının temiz odalarındaki araştırmaların onları keşfetmesinin neden bu kadar uzun sürdüğünü açıkladı. Tirumalai, “Ama Rpf’yi eklediğiniz anda: bum,” diyor. “Canlanması için Rpf’ye ihtiyacı var.”
Rpf, temiz odaların doğal bir özelliği değil. Ancak insan derisinde yaşayan özellikle yaygın bir tür de dahil olmak üzere çeşitli bakteriler onu salgılıyor. Bu da Rpf’nin başka her yerde bulunmasını kolaylaştırıyor. Rpf’nin her yerde bulunması nedeniyle, süper temiz bir uzay aracına tutunan herhangi bir T. phoenicis, uzun bir uyku döneminden sonra uyanıp ziyafet çekmekte hiçbir sorun yaşamazdı.
Bu, Mars’a Mikrop Gönderdiğimiz Anlamına mı Geliyor?
Bu düzeydeki uyku halinin T. phoenicis’i derin uzayın zorluklarından kurtarıp kurtaramayacağı henüz belirsiz, ancak olası değil. Phoenix iniş aracı, Mars Arktik bölgesinde eski su ve organik moleküller aramak için uzun zaman önce Dünya’dan ayrıldı. Bakterilerin Mars yüzeyinde hayatta kalma şansı ise daha da düşük.
Daha büyük sorun, temiz odaların kendisi ve bu odalarda çalışan insanlar. T. phoenicis, yalnızca uzay aracının temiz odaları için değil, tarım ve gıda üretim laboratuvarlarından ilaç şirketlerinin ve hastanelerin kullandığı odalara kadar tüm temiz odalar için bir uyarı niteliğinde. Tirumalai, “Uyku halinin yalnızca gezegenin korunmasıyla ilgili değil, aynı zamanda insan ortamları için de etkileri var” diyor.
Bu sözde steril odalardan herhangi birinde T. phoenicis’e benzer bir gizlilik moduna girebilen hastalık yapıcı bakteriler büyük bir yıkıma yol açabilir. Bilim insanları şimdiye kadar bu tür sorunlu mikroplardan haberdar değiller. Ancak bunun nedeni, onları tespit edememiş olmaları olabilir.
Sinsi Mikroplara Karşı Mücadele
Ekibin çalışması, kamufle olmuş mikroplardan genetik materyal izleri için daha fazla yüzeyin test edilmesine işaret ediyor. Gizli temiz oda bakterilerini gözetlemenin bir diğer ve daha mantık dışı yolu, onları en baştan uyku halinden alıkoymak. Rpf, T. phoenicis’i yeniden uyandırarak tespit edilmesini ve ardından kolayca öldürülmesini sağlıyor.
Uzaya yapılan kısa mesafeli uçuşların sinsi mikroplar tarafından tehlikeye atılması pek olası değil; sonuçta, Uluslararası Uzay İstasyonu’ndaki astronotlar oradayken herhangi bir ciddi bulaşıcı hastalığa yakalanmadı.
Ay veya Mars’a uzun süreli insanlı uzay uçuşlarında, astronotlar uzun karantina dönemlerinden geçecekler. Bu, o sırada kuluçka aşamasında olabilecekleri herhangi bir bulaşıcı hastalığın fırlatma öncesinde tespit edilebilmesini sağlıyor. Ancak bu, uzay gemilerinin içinde gizli mikropların onları beklemeyeceği anlamına gelmiyor.
Uyku halinde kalmak, mikroorganizmaların tespit edilmekten kaçınmasının tek yolu da değil. Bilim insanları yakın zamanda bazı bakterileri Mars benzeri çevresel koşullara maruz bıraktılar ve bunun şekillerini ve biyolojik davranışlarını değiştirmelerine neden olduğunu buldular. Uzay yolculuğunun astronotların bağışıklık sistemlerini de bozduğu gösterildi. İkisinin bir araya gelmesi, biyolojik savunmalarımızın herhangi bir bakteriyel istilacıyı tespit edip öldürme konusunda daha az yetenekli olduğu anlamına gelebilir.
Derleyen: Damla Şayan
