Bilim İnsanlarımız Antarktika’da Yaşayan Yeni Bir Bakteri Türü Tanımladı: Flavobacterium aziz-sancarii

Samsun Ondokuz Mayıs Üniversitesi’nden Doç. Dr. Aslıhan Kurt Kızıldoğan ve doktora öğrencisi Çiğdem Otur ile Hacettepe Üniversitesi’nden Doç. Dr. Sezer Okay, Ocak-Mart 2019 tarihlerinde gerçekleştirilen Türk Antarktika Seferi’ne katılan araştırmacılar tarafından Antarktika’daki Ardley Adası’ndan alınmış olan göl suyu numunesinden yeni bir bakteri türü tanımladı. Bu yeni türe, 2015 yılında Nobel Kimya Ödülü’nü alan Prof. Dr. Aziz Sancar‘ın adı verildi. Bu çalışma, saygın bilim dergilerinden Chemosphere‘de yayına kabul edildi.

Yeni türün, 4-30 °C arasındaki sıcaklıklarda ve 6.0-9.0 arasındaki pH değerlerinde iyi geliştiği, proteaz, amilaz ve lipaz enzimlerini ürettiği tespit edildi. Bu bakteri, 15-25 µm uzunluğunda ve 4-5 µm çapında çubuk şeklindedir. Ayrıca, taramalı elektron mikroskopu analizi, izolatın biyofilm benzeri bir yapı ürettiğini gösterdi. 16S rRNA, gyrB, tuf ve rpoD genleri kullanılarak yapılan multilokus sekans analizi (MLSA) sonucunda izolatın, tanımlanmış Flavobacterium türlerinden farklı olduğu ortaya çıktı. Ayrıca, Antarktika’dan izole edilen bu bakterinin genom dizisi de analiz edildi. Genom uzunluğu 5.822.925 baz çifti, GC içeriği ise %34,04 olarak belirlendi. Biyoinformatik analizlere göre, genomda 4.936 kodlama dizisi (CDS), 56 tRNA, 5 rRNA ve bir transfer-haberci RNA (tmRNA) ile 1.274 gen bulunmaktadır. Bu bakterinin genom dizisi, NCBI Gen Bankası’na sunuldu. Genom dizisi çıkarılmış daha önceki Flavobacterium türleri ile karşılaştırıldığında da izole edilen bakterinin yeni bir tür olduğu teyit edilmiş oldu ve bakteri Flavobacterium aziz-sancarii olarak adlandırıldı.

F. aziz-sancarii bakterisinin genomu analiz edildiğinde, soğuğa ve oksidatif strese direnç genlerinin yanı sıra hidrokarbon parçalanmasında, ağır metale dirençte ve birçok antibiyotiğe dirençte rol alan çok sayıda gen bulunduğu tespit edildi. Bakterinin bu önemli özellikleri laboratuvar ortamında yapılan testlerle doğrulandı. F. aziz-sancarii‘nin %1-5 oranında dizel yakıtı parçalayabildiği bulundu. Ayrıca, en yüksekten en aza doğru ağır metaller krom, nikel, kurşun, bakır, çinko ve kadmiyuma dirençli olduğu tespit edildi. Diğer yandan, bu bakterinin betalaktam, makrolit, aminoglikozit, glikopeptit, polipeptit, lipopeptit ve sefalosporin gruplarından çeşitli antibiyotiklere de dirençli olduğu bulundu.

Sonuç:

Bu çalışma, Antarktika göl suyundan izole edilen bir bakterinin rezistom (çeşitli ajanlara direnç) mekanizmasını ve biyoremediasyon potansiyelini ortaya çıkarmak için genom karakterizasyonu üzerine ilk rapordur. Bu izolat, az çalışılan Antarktika ekosistemlerinin birinden yeni bir tür olarak tanımlandı ve F. aziz-sancarii olarak adlandırıldı. Bu bakteri, özellikle Cr ve Ni’ye karşı belirgin bir ağır metal toleransına sahiptir ve genomu, ağır metal direnci ile ilgili çeşitli genler içerir. Ek olarak, F. aziz-sancarii, dizel yakıtını %5’e kadar bozabilir. Genomu, çoklu hidrokarbon bozunma yollarının enzimlerini kodlayan genleri barındırır ve bu da, kutup bölgelerindeki hidrokarbonla kirlenmiş alanların biyoremediasyonunda kullanım potansiyeli gösterir. Genom madenciliği, antibiyotik direncinde görev alan genleri tanımladı ve in vitro antimikrobiyal duyarlılık testleri, çoklu ilaç direncini doğruladı. Bu nedenle, F. aziz-sancarii‘de sağlam, zengin bir rezistom mekanizması deşifre edilerek, bu önemli bakterinin biyoteknolojik potansiyeline ışık tutulmuştur.

Kaynak:

Çiğdem Otur, Sezer Okay, Aslıhan Kurt-Kızıldoğan, Whole genome analysis of Flavobacterium aziz-sancarii sp. nov., isolated from Ardley Island (Antarctica), revealed a rich resistome and bioremediation potential, Chemosphere, 2022, 137511, https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2022.137511.