Fotosentez yapan beyinler

Özlem Kayım Yıldız Y
Fotosentez yapan beyinler

Bilindiği üzere hayvanlar ve insanlar, bitkilerden farklı olarak oksijen üretmek için fotosentez yapamazlar. Doku fonksiyonlarının sürdürülebilmesi ve dokunun sağ kalımı için gereken enerji, yeterli miktarda oksijenle sağlanabilir.

Oksijen yetersizliğine çözüm olarak son yirmi yıldır üzerinde çalışılan “fotosentetik stratejiler”, fotosentez yapan organizmaların (algler ve bakteriler gibi) hayvan ve insanlarda oksijen kaynağı olarak kullanılması prensibine dayanır.

Foto simbiyotik ilişki


Bu stratejiler, fotosentez yapabilen mikroorganizmaların lokal ve kontrol edilebilir bir biçimde oksijen yetersizliğinden muzdarip dokuya ulaştırılması ve dokunun sağ kalımının sağlanmasını amaçlar. İnsan ya da hayvanla fotosentez yapabilen bir mikroorganizmanın bu “fotosimbiyotik” ilişkisi henüz klinik uygulamaya geçmiş olmasa da üzerinde çalışılmaya devam edilen bir alan.

Beyin fonksiyonları sürekli ve yeterli miktarda oksijen ile sürdürülebilir. Oksijenin kısa süreli kesintisi elektriksel sinyallerin durmasına ve bir süre sonra doku hasarına yol açar. İnme ya da kalp durması gibi durumlarda beyin dokusundaki oksijen yetersizliği kalıcı hasarla sonuçlanır. Bu patolojik hallerde beyin dokusunun oksijen gereksinimini farklı yöntemlerle gidermek mümkün olabilir mi?

Bir ilk araştırma

Suzan Özuğur ve arkadaşlarının Ekim 2021’de Science dergisinde yayınlanan makalelerinde tanımlanan bulgular, bir hayvanda fotosentezle beyin aktivitesinin sürdürülebildiğini göstermesi açısından ilk.

Araştırmacılar, Afrika pençeli kurbağasına (Xenopus laevis) fotosentez yoluyla enerji elde eden siyanobakteri ya da yeşil alg enjekte etmiş, oksijensiz bırakılan kurbağaların beyin aktiviteleri sonlanmış ancak ışığa maruz kalan hayvanlarda damar yoluyla enjekte edilen bakteri ya da alglerin karbondioksiti oksijene çevirmeleri sonucunda sinirsel aktivitenin tekrar ortaya çıktığı kaydedilmiştir.

Sinir fonksiyonlarını etkiliyor

Fotosentez yapamayan algler ya da siyanobakterilerin enjekte edildiği kurbağalarda ise oksijen konsantrasyonlarında artış ya da sinirsel aktivitenin geri dönüşü gözlenmemiştir. Araştırma, hayvan beyninde fotosentez yapabilen organizmaların oksijen düzeyini yükselterek sinir fonksiyonlarının sürdürülmesini sağlayabileceğine ilk örnek. https://doi.org/10.1016/j.isci.2021.103158

Çalışmanın bulguları çarpıcı olsa ve beyinde oksijen yetersizliğine yol açan inme gibi durumların tedavisini akla getirse de yöntemi insana uygulamak kolay değil. Afrika pençeli kurbağasının transparan olması nedeniyle ışık deriyi geçerek fotosentez yapan algler ve siyanobakterilere ulaşabilir. Öte yandan oksijenin yokluğu kadar aşırılığının da beyin dokusuna zarar vermesi olasılığı da var.

Bilim kurgu gibi

Bulgular bilim kurgu filmlerini çağrıştırıyor. Hayvan ya da insanla, fotosentez yapabilen bir mikroorganizmanın simbiyoz benzeri ilişkisi, canlının atmosferik oksijene gereksinimini ortadan kaldırabilir mi? Özuğur ve arkadaşlarının bulguları heyecan verici olsa da daha aşılması gereken çok yol var.

Özlem Kayım Yıldız / ozlemkayim@yahoo.com

*Bu yazı HBT'nin 302. sayısında yayınlanmıştır.

Özlem Kayım Yıldız