Derin okyanuslarda kahverengi yosunlar ve diyatomlar tarafından üretilen fukoidan, deniz karbon döngüsünde kritik rol oynayan ancak kimyasal yapısı nedeniyle mikroplar tarafından parçalanması son derece zor olan bir karbonhidrattır. Tek bir bakteri türünün bu dirençli molekülü tamamen sindiremediği biliniyordu. Massachusetts Teknoloji Enstitüsü (MIT) ve Zürih Federal Teknoloji Enstitüsü (ETH) araştırmacıları, Nature dergisinde yayımladıkları yeni çalışmada, deniz bakterilerinin bu görevi bir ekip çalışmasıyla yerine getirdiğini ortaya koydu.
Araştırma ekibi, kıyı sularından elde edilen örneklerde fukoidan parçalayan 453’ten fazla gen ve sekiz farklı bakteri suçu tespit etti. Her bir suşun tek başına molekülü bitiremediği, ancak farklı roller üstlendiği görüldü. Bazı bakteriler fukoidanın fukoz açısından zengin ana omurgasını parçalarken, diğerleri ksilo ve galaktoz gibi nadir şekerler içeren yan dalları ayıkladı. Bu tamamlayıcı uzmanlıklar bir araya geldiğinde, parçalanma süreci basit bir toplamdan ibaret olmayıp sinerjik bir etki yarattı ve molekülün neredeyse tamamen yok edilmesini sağladı.
Araştırmacılar, bu karmaşık biyolojik sistemi basit bir modele indirgedi. Bakterilerin aktivitesini sadece iki kategoriye ayıran bu model, küçük kolonilerden alınan verilerle eğitilerek yedi suşa kadar varan topluluklarda ve farklı yosun türlerinden gelen yapısal olarak farklı fukoidanlarda yüksek doğrulukla tahminler yapabildi. Bu bulgu, denizdeki karbon depolanmasının sürekliliğinin, doğru uzman bakteri kombinasyonlarının varlığına veya yokluğuna bağlı ‘çeşitlilikle sınırlı parçalanma’ ilkesiyle açıklanabileceğini gösteriyor. Çalışma, biyoteknolojide karmaşık biyokütleri işlemek için tek bir ‘süper bakteri’ geliştirmek yerine, tamamlayıcı görevler üstlenen mikroorganizma ekiplerini bir araya getirme yaklaşımının daha verimli olabileceğine işaret ediyor.
