Dış Kaynaklı Proje Süreçleri Yönetim Sistemi
Yılmaz S. (Yürütücü), Çetin M., Coşkun A.
Bacillus cinsine ait bakteri türleri (Bacillus thuringiensis, B. subtilis, B. pumilis, B. cereus vb.) ürettikleri metabolitler sayesinde tarım, gıda ve hayvancılık endüstrisinde yaygın olarak kullanılmaktadır. Bunlardan Bacillus thuringiensis suşları antibiyotik direnci geliştiren bakteriyel patojenlere karşı yeni antimikrobiyel ajan ve patojen funguslara karşı antifungal ajan geliştirilmesi gibi birçok alanda dikkat çekmekte ve kullanılmaktadır (1-3). Bacillus türleri spor oluşturmaları sayesinde birçok şartta metabolik olarak aktif kalabilme ve geniş spektrumlu antibiyotik metabolit üretebilmeleri sayesinde diğer bakterilerle kıyaslandığında patojenler üzerinde daha avantajlı özelliklere sahiptir (4). Bu tür bakterilerin antibiyotikleri toprak kökenli fungal patojenlerin kontrolünde en etkili mücadele yöntemleri arasındadır (5, 6). Funguslar her ortamda bulunabilmekte olup büyük bir kısmı saprofit olmakla birlikte 20 binden fazla parazit türü hastalık oluşturur (7). Dünya besin üretiminin %10-14’ü bitki patojenlerinin neden olduğu hastalıklar yüzünden kaybedilmekte olup kimyasal çözüm yoluna gidilmektedir (8-10). Bu kimyasallar çok etkili olmalarına ve çabuk sonuç vermelerine rağmen toprak ve yeraltı suları kirlenmekte ve besin zinciri yoluyla bitki ve hayvanların doku ve organlarında birikmektedir (11-14). Bu tür olumsuzlukları engellemek amacıyla diğer bazı yöntemlerle birlikte Bacillus proteinlerinin bitki patojenlerine karşı koruma yönüyle kullanılabileceği hususunda çalışmalar yapılmaktadır. Antifungal etki gösteren protein ve peptid sentezleme gibi çeşitli savunma mekanizmaları olmasına rağmen bitkiler bulundukları ortamda çok sayıda patojen fungusa maruz kaldıklarında kendilerini bu organizmalara karşı koruyamazlar (15,16). Benzer şekilde bakteriler de fitopatojen funguslara karşı spesifik aktivite gösteren çok sayıda geniş spektrumlu ve yapısal olarak birbirinden farklı peptid antibiyotik, protein ve lipopeptid gibi sekonder metabolit sentezleyebilmektedir (17-22). Sentezledikleri bu tip proteinler yardımıyla bakterilerin fungus saldırılarına karşı konstitütif ve indüklenmiş direnç sağladıkları belirtilmiştir (23, 24). Bu tip bakterilerin sentezlediği bilinen yüzlerce antifungal peptid ve protein (1,3 β-glukonazlar, kitinazlar gibi) mevcuttur (23). Bitki patojenlerine karşı Bacillus’ların ürettiği surfaktin, iturin ve fengisinler antagonistik aktiviteleri bakımından en fazla çalışılan proteinlerdir. Bacillus türleri bitki patojenlerinin büyümesini inhibe edici çok sayıda kimyasal üretmeleri nedeniyle adeta mikrobiyal ürün fabrikası gibi çalıştıkları belirtilmiştir (25). En sık kullanılanlardan biri olan Bacillus subtilis’in genomunun yaklaşık %4-5’ini antibiyotik sentezinde kullandığı ve yapısal olarak birbirinden farklı 20’den fazla antimikrobiyal ürettiği belirtilmiştir (26). İturinlerin in vitro da funguslara karşı geniş bir yelpazede etki gösterdiği belirtilmiştir (27-31). Bu çalışmada stok kültürlerimizde bulunan Bacillus türlerinin kromozom veya plazmid’te kodladığı surfaktin, fengisin ve iturin genlerinin taranması, klonlanması, karakterize edilmesi ve biyokontrol potansiyellerinin araştırılması planlanmıştır. Çalışma kapsamında ayrıca genlerin kodladığı proteinlerin protein mühendisliği ve biyoinformatik yöntemler kullanılarak quaterner ve kompleks yapılarında aktiviteyi artırıcı yönde çalışmaların yapılması da planlanmaktadır. Bu tür ürünlerin biyosentezi ve etkisini anlamaya yönelik kapsamlı çalışmalar daha önce karakterize ettiğimiz yerel Bacillus suşları kullanılarak yapılacaktır.