Listeria monocytogenes, özellikle bağışıklık sistemi zayıf kişilerde, hamilelerde ve yaşlılarda ölüme yol açabilen listeryoz hastalığının etkenidir. Bu bakteriyi özellikle tehlikeli kılan özelliği, insan vücudundaki bağışıklık hücrelerinin içinde bile hayatta kalabilmesi ve çoğalabilmesidir.
eLife dergisinde yayımlanan yeni çalışmada araştırmacılar, Listeria'nın hücre içi ortamda nasıl beslendiğini belirleyen metabolik mekanizmaları ayrıntılı biçimde inceledi. Odak noktası, folik asit türevleri aracılığıyla işleyen ve 'tek-karbon (1C) havuzu' olarak adlandırılan bir metabolik sistem oldu. Bu sistem; DNA yapı taşlarının, amino asitlerin ve diğer hayati moleküllerin üretimi için vazgeçilmezdir.
Araştırmacılar daha önce, glisin yıkım sistemi (GCS) adlı enzim kompleksinin Listeria'nın hücre içinde büyümesi için kritik olduğunu ortaya koymuştu. GCS, glisin amino asidini parçalayarak tek-karbon havuzuna katkı sağlar. Yeni çalışmada ise bu sistemi işlevsiz kılan (ΔgcvPAB) mutant bakteriler üzerinde deneyler yapıldı.
Beklenmedik bir bulgu olarak, GCS'den yoksun bu mutant bakterilerin glisin amino asidine karşı toksik bir hassasiyet geliştirdiği görüldü. Glisin normalde zararsız bir amino asitken, bu mutantlarda birikerek bakterinin büyümesini ciddi ölçüde engelledi.
Araştırmacılar daha sonra bu toksisiteye dirençli 'baskılayıcı' mutantlar seçti. İncelemeler, hayatta kalan bir mutantta format-tetrahidrofolat ligaz (fhs) geninin işlevini yeniden kazandığını ortaya koydu. Bu gen, L. monocytogenes'te doğal olarak erken bir dur kodonu nedeniyle iki parçaya ayrılmış durumdadır; yani bakteri bu geni normalde kullanamaz. Ancak baskı altında, bakteri bu genetik engeli aşmanın yolunu bulabilmektedir.
Tüm bu bulgular bir araya getirildiğinde, tek-karbon havuzunu besleyen en az üç farklı metabolik yolağın Listeria'da eş zamanlı çalıştığı anlaşılmaktadır. Bu yolakların birbirini tamamlayan yapısı, bakteriye stresli koşullarda olağanüstü bir esneklik kazandırmaktadır.
Bilim insanları, bu metabolik yolakların ilaç geliştirme açısından umut verici hedefler sunduğunu vurgulamaktadır. Söz konusu yolakları hedef alan bileşikler, Listeria enfeksiyonlarına karşı mevcut antibiyotiklerin yetersiz kaldığı durumlarda yeni tedavi seçenekleri sunabilir.