Kiel Üniversitesi mikrobiyologları, ay denizanasının eşeysiz üremesinin büyük ölçüde bakteri ürünleri tarafından kontrol edildiğini gösterdi. Denizanasının doğal mikrobiyomundaki mikroplar tarafından üretilen beta-karoten bunda önemli rol oynuyor. Bu mikroorganizmaların eksikliği durumunda, polipin genç medüzlere dönüşmesi süreci olan strobilasyon süreci durur. Bunun sonucunda gelişim bozuklukları ve üreme yeteneğinde büyük azalmalar meydana gelir. Bulguları iScience dergisinde yayımlandı.
Çok hücreli bir organizmanın içinde ve üzerinde yaşayan bakteri topluluğu olan mikrobiyom, birçok deniz hayvanının zindeliği ve sağlığı açısından önemli bir rol oynar. Ay denizanası, farklı çevre koşullarına uyum sağlayabilen ve farklı yaşam evreleri arasındaki geçişi etkileyebilen oldukça çeşitli bir mikrobiyoma sahiptir. Ay denizanasının çok aşamalı yaşam döngüsü, katı yüzeylere yerleşen ve yerleşik poliplere dönüşen minik larvalarla başlar. Strobilasyon adı verilen süreçte, poliplerden denizanasının (ephyra) yüzen öncülleri ortaya çıkar ve bunlar serbestçe yüzen yetişkin medüzlere dönüşür; bu karmaşık bir eşeysiz üreme sürecidir. Araştırmacılar bu gelişim sürecinin mikrobiyomdan önemli ölçüde etkilendiğini gösterebildiler.
"Sonuçlarımız, yalnızca sıcaklık veya tuzluluk gibi çevresel faktörlerin rol oynamadığını, aynı zamanda denizanasının doğal mikrobiyomunun üremeleri için elzem olduğunu gösteriyor. Mikropların etkisi, özellikle strobilasyon başlamadan önce önemlidir," diyor CAU'daki Genel Mikrobiyoloji Enstitüsü'nde Profesör Ruth Schmitz-Streit'in çalışma grubunda bu konudaki doktorasını tamamlayan baş yazar Dr. Nadin Jensen.
Strobilasyon, yani polipin serbestçe yüzen denizanasına dönüşümü karmaşık bir süreçtir: Polipteki bakteriler ilk önce bir provitamin olan beta-karoten üretir. Bu, denizanasının vücudunda retinoik asit (9-cis-retinoik asit) de dahil olmak üzere çeşitli ürünlere dönüştürülür. Strobilasyon için merkezi genleri aktive eden ve böylece metamorfozu başlatan biyolojik bir sinyal görevi görür. "Doğal mikrobiyom olmadan polipler belirgin malformasyonlar geliştirir. Sadece eksik bir şekilde segmentasyon yaparlar ve neredeyse hiç ephyra bırakmazlar," diye açıklıyor CAU Genel Mikrobiyoloji Enstitüsü'ndeki (IfAM) Mikroorganizmaların Moleküler Biyolojisi araştırma grubunun başkanı Profesör Ruth Schmitz-Streit.
Laboratuvar deneylerinde, doğal mikrobiyomdan yoksun steril poliplerde, kısalmış gövdeler, deforme olmuş segmentler, eksik dokunaçlar ve düşük ephyra salınımı gibi önemli gelişimsel anormallikler görüldü. Ancak araştırmacılar çevredeki suya beta-karoten veya 9-cis-retinoik asit eklediklerinde polip defektlerinin tamamen onarılabildiği görüldü. Öte yandan araştırmacılar, belirli inhibitörleri kullanarak retinoik asit sinyal yolunu özel olarak bloke etmeyi ve böylece metamorfozu önlemeyi başardılar. Doğal mikrobiyotaya sahip sağlıklı poliplerde bile metamorfoz bozulmuştur. Aktif bakteri genlerini yalnızca doğal mikrobiyomda tespit eden ve konakta tespit etmeyen araştırmacılar, doğal mikrobiyomun süreci kontrol ettiğini gösterebildiler; Denizanası beta-karoten üretemez.
"Deneylerimiz, retinoik asit sinyal yolunun denizanası strobilasyonunda kritik öneme sahip olduğunu doğruluyor. Bu olmadan polip, gelişimin erken bir aşamasında takılıp kalıyor," diyor Dr. Nadin Jensen. "Ancak, araştırmamızın henüz başındayız. Beta-karotenin tam konsantrasyonunu henüz belirleyemedik ve başlangıçta dört temel gene odaklandık."
Yeni araştırma, deniz canlılarının gelişiminin bakteri ortaklarıyla ne kadar yakından bağlantılı olduğunu gösteriyor. Doğal mikrobiyom eksik olduğunda temel gelişim süreçleri tam olarak gerçekleşemez. Yeni bulgular yalnızca denizanasının büyümesini daha iyi anlamakla kalmıyor, aynı zamanda deniz yaşamının uyum yeteneğine dair de fikir veriyor. Bulgular aynı zamanda dünya okyanuslarındaki denizanası çoğalmaları gibi olguların daha iyi açıklanmasına da yardımcı olabilir. "Denizanası deniz ekosistemlerinin önemli bir bileşenidir ve değişen çevre koşullarına uyum sağlama konusunda olağanüstü bir yeteneğe sahiptir. Üremelerinin daha iyi anlaşılması, okyanuslardaki dağılımlarını daha iyi anlamamıza ve hatta gelecekte buna karşı koymamıza yardımcı olabilir," diye özetliyor mikrobiyolog Schmitz-Streit.
orijinal yayın
Nadin Jensen, Nancy Weiland-Bräuer, Cynthia Maria Chibani, Ruth Anne Schmitz, Mikrobiyota kaynaklı β-karoten, konakçı retinoik asit sinyallemesini etkileyerek Aurelia aurita'nın strobilasyonu için gereklidir, iScience, Cilt 28, Sayı 2, 2025, 111729, ISSN 2589-0042
Ayrıca oku
Kükürt bakterileri deniz tabanındaki organik maddeleri parçalamak için birlikte çalışıyor | Dövüş
Heterotrofik bakteriler küresel deniz azot fiksasyonunun yüzde onundan sorumludur | Dövüş
