Bilim insanları, ağızlarımızda yaşayan bakteri ve diğer mikroorganizmalar topluluğu olan oral mikrobiyomda devasa ve gizemli DNA parçaları keşfettiler. Bu dev DNA'ların insan bağışıklık sistemini etkileyebileceği düşünülüyor.
Ağzımızda bol miktarda bakteri bulunduğunu ve bu mikroorganizmaların hem ağız hem de genel sağlığımız üzerinde olumlu veya olumsuz etkileri olabileceği biliniyor. Şimdi ise yapılan bir araştırmada, oral mikrobiyomun daha önce keşfedilmemiş bir özelliği ortaya kondu: mikroorganizmaların ana genomundan ayrılan devasa bakteri DNA'ları. Dahası, bu DNA parçalarının vücudun bağışıklık sistemindeki değişikliklerle ve hatta bazı kanser türlerinin ortaya çıkışıyla ilişkili olabileceği belirlendi.
Bu bulgular, oral mikrobiyom, insan sağlığı ve hastalıkları konusundaki anlayışımızı ilerleten yeni bir adım olarak değerlendiriliyor. Son on yılda büyük bir ivme kazanan mikrobiyom çalışmaları, vücudun farklı bölgelerindeki mikrobiyomların insan sağlığı ve hastalıklarında önemli roller oynadığını gösterdi. Bilim insanları, ağızlarımız ve bağırsaklarımız gibi yerlerde yaşayan farklı mikrobiyal türlerin türlerini ve oranlarını belirleyerek, bu özelliklerdeki farklılıkların sağlığımızla nasıl ilişkili olduğunu incelediler.
Yıllar boyunca bu türlerin genomları kapsamlı bir şekilde incelenmiş olsa da, geleneksel genetik analizler mikrobiyomumuz ile genel sağlık durumumuz arasındaki tüm bağlantıları açıklayabilmiş değil. Tokyo Üniversitesi'nden bir araştırmacı ekibi, bu eksik verileri araştırmaya karar verdi. Bu esnada, toprakta yaşayan bakterilerde keşfedilen devasa ekstrachromosomal elementlerden (ECE'ler) ilham aldılar. ECE'ler, bir organizmanın ana genomundan ayrı duran DNA parçalarıdır. İnsanlarda hücrelerimizin enerji santrallerinde depolanan mitokondriyal DNA, bir ECE örneğidir. Bakterilerde ise plazmitler, yaygın olarak bilinen küçük ECE'lerdir.
Araştırmanın baş yazarı ve şu anda Stanford Üniversitesi'nde araştırmacı olan Yuya Kiguchi ile meslektaşları, devasa ECE'lerin toprak dışındaki ortamlarda, örneğin insan mikrobiyomunda da bulunabileceğini öngördüler. Kiguchi, "Belki de bu devasa ekstrachromosomal elementlerin çoğu çevrede, mikrobiyom alanında veya patojenlerde bulunur. Ancak, insan mikrobiyomundan bu tür devasa ekstrachromosomal element örnekleri hakkında bir bilgimiz yok." dedi. Kommensal mikroplar, insan vücudunda veya üzerinde simbiyotik olarak yaşayan mikroplardır.
Yüzlerce kişiden alınan tükürük örnekleri kullanılarak yapılan araştırmada, bilim insanları ilk kez devasa ECE'lerin oral mikrobiyomumuzda da bulunduğunu tespit ettiler. Araştırma ekibi, bu devasa DNA parçalarına "inocles" adını verdi. Bu isim, "insertion sequence encoded; oral origin; circle genomic structure" (DNA dizisi kodlu; ağız kökenli; dairesel genomik yapı) ifadelerinin birleşiminden oluşuyor. Ayrıca, araştırmadaki kişilerin yaklaşık %74'ünde bu inocles'lerin oral mikrobiyomlarında bulunduğu görüldü.
Peki, inocles'lerin neden ilk kez şimdi keşfedildiği sorusu akıllara geliyor. Bakterilerdeki genetik deneylerin çoğunda kısa okuma DNA dizileme yöntemleri kullanılıyor. Bu yöntemde, hücrenin DNA'sı küçük parçalara ayrılır, kodları okunur ve ardından bilgisayar kullanarak tam genomu oluşturulur. Bu dizileme yöntemi küçük ECE'leri kolayca tespit edebilse de, inocles bu yöntem için çok büyük ve karmaşık. Daha pahalı ve zaman alıcı olan uzun okuma DNA dizileme yöntemi ile bilim insanları, insan tükürük örneklerindeki bakterilerde bu büyük ekstrachromosomal DNA parçalarını tanımlayabildiler.
Aynı kişilerden alınan kan örnekleriyle yapılan korelasyon analizlerinde, inocles seviyelerindeki farklılıkların, bazı bakteriyel ve viral enfeksiyonlara karşı bağışıklık tepkisi de dahil olmak üzere bağışıklık sistemindeki farklılıklarla ilişkili olduğu bulundu. Araştırmaya katılan 68 kişide baş ve boyun veya kolorektal kanser türü bulunuyordu. Bu kişilerde, kanser olmayanlara kıyasla oral mikrobiyomlarında daha düşük seviyelerde inocles tespit edildi. Bu durum, yeni keşfedilen bu devasa DNA parçalarının gelecekte kanser için biyobelirteç olarak kullanılabileceği olasılığını ortaya koyuyor.
Araştırmacılar, bir sonraki adım olarak inocles'leri laboratuvarda üretmeyi ve böylece işlevlerini, bakteriler ve insanlar arasında nasıl yayılabildiklerini daha derinlemesine incelemeyi hedefliyor. "Artık inocles'lerin varlığını bildiğimize göre, işlevlerini ve sağlık ile hastalıkta potansiyel rollerini anlamaya çalışabiliriz" diyorlar.
