Bonnie Bassler: The secret, social lives of bacteria

Bonnie Bassler: Bakteriler nasıl iletişim kurar?

Çeviri: Mithat Can Ayok Gözden geçirme: Ayşe Demirel

Bakteriler, yeryüzünde yaşamakta olan en eski canlılardır.

Bacteria are the oldest living organisms on the earth.

They've been here for billions of years,

Milyarlarca yıldan beri buradalar ve

and what they are are single-celled microscopic organisms.

"tek hücreli mikroskobik canlılar" olarak tanımlanabilirler.

So they're one cell

Tek hücreden oluşurlar ve kendilerine özgü bir özelliğe sahiptirler:

and they have this special property that they only have one piece of DNA.

Yalnızca bir parça DNA'ları vardır.

So they have very few genes and genetic information

Kişisel özelliklerini kodlamak için

oldukça az sayıda gene ve genetik bilgiye sahiptirler.

to encode all of the traits that they carry out.

And the way bacteria make a living is that they consume nutrients

Bakteriler, ortamdaki besinleri tüketerek

boyutlarını iki katına çıkarırlar

from the environment,

they grow to twice their size,

ve sonra ortadan ikiye bölünürler.

they cut themselves down in the middle,

Böylece, bir hücreden iki hücre oluşur ve bu böyle devam eder.

and one cell becomes two, and so on and so on.

They just grow and divide and grow and divide -- so a kind of boring life,

Büyürler ve bölünürler, büyürler ve bölünürler... Oldukça sıkıcı bir hayat gibi duruyor.

except that what I would argue is that you have an amazing interaction

Benim savunacağım şey ise,

bu yaratıklar ile muhteşem bir etkileşim içinde olduğunuz.

with these critters.

I know you guys think of yourself as humans,

Kendinizi insan olarak gördüğünüzü biliyorum, ben ise sizleri yaklaşık olarak şöyle görüyorum.

and this is sort of how I think of you.

Bu figür,

This man is supposed to represent a generic human being,

standart bir insanı temsil ediyor.

and all of the circles in that man are all the cells that make up your body.

Adamın içindeki tüm çemberler ise, vücudunuzu oluşturan hücrelerin tümü.

There's about a trillion human cells that make each one of us who we are

Her birimizde, "bizi biz yapan" ve yaptığımız tüm şeyleri yapabilme yeteneğini borçlu olduğumuz

yaklaşık bir trilyon insan hücresi var.

and able to do all the things that we do.

Ancak, hayatınızın herhangi bir anında

But you have 10 trillion bacterial cells in you or on you

vücudunuzun içinde ya da üzerinde 10 trilyon bakteri hücresi bulunuyor.

at any moment in your life.

So, 10 times more bacterial cells than human cells on a human being.

Yani, bir insandaki bakteri hücrelerinin sayısı

insan hücrelerinin sayısının 10 katı.

And, of course, it's the DNA that counts,

Genetik kodunuzu oluşturan ve

so here's all the A, T, Gs and Cs that make up your genetic code

size o muhteşem özelliklerinizi veren DNA,

yani A, T, G ve C'ler ise burada.

and give you all your charming characteristics.

Yaklaşık 30.000 adet gene sahipsiniz.

You have about 30,000 genes.

Well, it turns out you have 100 times more bacterial genes

Ancak, 100 kat daha fazla bakteri geni

bütün yaşamınız boyunca vücudunuzun içinde ya da üzerinde bir rol oynuyor.

playing a role in you or on you all of your life.

So at the best, you're 10 percent human; more likely, about one percent human,

Hücre sayısını baz alırsak, yani en iyimser haliyle, %10 insansınız.

Ancak gen sayısını referans alacak olursak,

depending on which of these metrics you like.

%1 insansınız.

I know you think of yourself as human beings,

Kendinizi "insan" olarak gördüğünüzü biliyorum,

ancak ben sizi %90 veya %99 bakteri olarak görüyorum.

but I think of you as 90 or 99 percent bacterial.

(Laughter)

(Gülüşmeler)

And these bacteria are not passive riders.

Bu bakteriler, üzerimizde yolculuk yapan pasif yolcular değil.

These are incredibly important; they keep us alive.

Aksine, oldukça önemliler ve hayatta kalmamızı sağlıyorlar.

They cover us in an invisible body armor

Bizi görünmez bir vücut zırhı ile kaplıyorlar ve

that keeps environmental insults out so that we stay healthy.

bu zırh, çevresel etkilerden bizleri koruyarak

sağlıklı kalmamızı sağlıyor.

They digest our food, they make our vitamins,

Besinimizi sindiriyorlar, vitaminlerimizi üretiyorlar ve hatta

they actually educate your immune system to keep bad microbes out.

kötü mikropları dışarıda tutması için

bağışıklık sistemimizi eğitiyorlar.

Bize yardımcı olan ve hayatta kalmamızı sağlayan

So they do all these amazing things

bu müthiş şeyleri yapmalarına rağmen,

that help us and are vital for keeping us alive,

and they never get any press for that.

kimse onlardan övgüyle bahsetmiyor.

But they get a lot of press because they do a lot of terrible things as well.

Ancak oldukça kötü şeylere de neden olabildiklerinde

dikkatimizi çekiyorlar.

Yeryüzünde her çeşit bakteri bulunuyor. Bu bakterilerden bazıları,

So there's all kinds of bacteria on the earth

that have no business being in you or on you at any time,

vücudunuz üzerinde hiçbir göreve sahip değil. Ama vücudunuza girerlerse

sizi oldukça hasta yapabilirler.

and if they are, they make you incredibly sick.

And so the question for my lab

O halde, bakterilerin yaptığı iyi şeyleri mi düşünmek istiyorsunuz?

is whether you want to think about all the good things that bacteria do

Yoksa bakterilerin yaptığı kötü şeyleri mi? Aklımızı kurcalayan ilk soru

or all the bad things that bacteria do.

The question we had is: How could they do anything at all?

bakterilerin nasıl olup da herhangi bir şey yapabildikleri idi.

Demek istediğim, bakteriler o kadar küçük ki,

I mean, they're incredibly small.

You have to have a microscope to see one.

onları görebilmek için mikroskop gerekiyor.

They live this sort of boring life where they grow and divide,

Yalnızca büyümek ve bölünmekten ibaret sıkıcı bir yaşantıları var ve

and they've always been considered to be these asocial, reclusive organisms.

herkes onları asosyal organizmalar olarak tanımlamakta.

And so it seemed to us that they're just too small

Dolayısıyla, çevre üzerinde bir etkiye sahip olabilmek için

to have an impact on the environment

fazla küçük olduklarını

if they simply act as individuals.

düşündük.

So we wanted to think if there couldn't be a different way that bacteria live.

Ve, başka türlü bir bakteri hayatının imkansız olduğunu

varsaydık.

Bunun için gerekli ipucu,

And the clue to this came from another marine bacterium,

and it's a bacterium called "Vibrio fischeri."

Vibrio fischeri adındaki başka bir deniz bakterisinden geldi.

What you're looking at on this slide is just a person from my lab

Bu slaytta, labaratuvarımdaki birisinin deney tüpü içindeki

holding a flask of a liquid culture of a bacterium,

sıvı bakteri kültürünü tutarken görüyorsunuz.

Okyanustan gelen bu zararsız ve güzel bakterinin adı

a harmless, beautiful bacterium that comes from the ocean,

Vibrio fischeri.

named Vibrio fischeri.

And this bacterium has the special property that it makes light,

Bu bakterinin, tıpkı ateşböcekleri gibi,

biyoluminesans yapma,

so it makes bioluminescence,

like fireflies make light.

yani ışık üretebilme yeteneği var.

We're not doing anything to the cells here,

Burada hücrelere hiçbir şey yapmıyoruz.

we just took the picture by turning the lights off in the room,

Yalnızca odadaki ışıkları kapattık ve fotoğraf çektik.

Karşımıza şöyle bir sonuç çıktı.

and this is what we see.

And what's actually interesting to us was not that the bacteria made light

Bize ilginç gelen şey,

bakterilerin ışık üretebilmesi değil,

but when the bacteria made light.

ne zaman ışık ürettikleri idi.

What we noticed is when the bacteria were alone,

Farkına vardık ki, bakteriler yalnız olduğunda

so when they were in dilute suspension,

yani seyreltik süspansiyondayken, ışık üretmediler.

they made no light.

Ancak belli bir hücre sayısına ulaştıklarında,

But when they grew to a certain cell number,

bütün bakteriler aynı anda ışık üretmeye başladılar.

all the bacteria turned on light simultaneously.

So the question that we had is:

Aklımıza gelen soru, bakterilerin, yani bu ilkel organizmaların,

How can bacteria, these primitive organisms,

yalnız oldukları zaman ile

tell the difference from times when they're alone

topluluk içinde oldukları zaman arasındaki farkı nasıl bildikleri

and times when they're in a community,

ve daha sonra nasıl toplu halde bir iş yapabildikleri idi.

and then all do something together?

Bunu yapabilmelerini sağlayan şeyin, bakterilerin birbirleriyle konuşmasına imkan veren

And what we figured out is that the way they do that is they talk to each other,

bir kimyasal dil olduğunu keşfettik.

and they talk with a chemical language.

Bu, benim bakteri hücremi temsil ediyor.

So this is now supposed to be my bacterial cell.

Yalnızken, hiç ışık üretmiyor.

When it's alone, it doesn't make any light.

But what it does do is to make and secrete small molecules

Yaptığı şey, küçük moleküller salgılamak.

that you can think of like hormones,

Bu molekülleri hormonlar gibi de düşünebilirsiniz.

and these are the red triangles.

Bunlar da kırmızı üçgenler. Bakteri yalnızken,

And when the bacteria are alone, the molecules just float away,

bu moleküller serbestçe yüzüyor ve dolayısıyla ışık oluşmuyor.

and so, no light.

But when the bacteria grow and double

Ancak bakteriler büyüyüp bölündüklerinde ve

and they're all participating in making these molecules,

hep beraber bu molekülü üretmeye başladıklarında,

bu molekülün miktarı

the molecule, the extracellular amount of that molecule,

increases in proportion to cell number.

hücre sayısına bağlı olarak artıyor.

And when the molecule hits a certain amount

Ve molekül miktarı, bakterilere kaç tane komşuları olduğunu

that tells the bacteria how many neighbors there are,

söyleyebilecek bir seviyeye ulaştığında,

they recognize that molecule

bu molekülü tanıyorlar

and all of the bacteria turn on light in synchrony.

ve hep beraber ışık üretmeye başlıyorlar.

And so that's how bioluminescence works --

Bioluminesans (canlı hücrelerde ışık enerjisi üretimi)

they're talking with these chemical words.

böyle işliyor. Bakteriler, bu kimyasal sözcüklerle konuşuyor.

Vibrio fischeri'nin bunu yapmasının sebebi biyolojiden geliyor.

The reason Vibrio fischeri is doing that comes from the biology --

again, another plug for the animals in the ocean.

İşte, okyanustaki hayvanlar için başka bir elektrik kaynağı.

Vibrio fischeri bu mürekkepbalığının içinde yaşıyor.

Vibrio fischeri lives in this squid.

What you're looking at is the Hawaiian bobtail squid.

Bakmakta olduğunuz şey, bir Hawai Kısakuyruklu Mürekkepbalığı.

Şu anda arkasını dönmüş vaziyette.

It's been turned on its back,

and what I hope you can see are these two glowing lobes.

Umarım, parlamakta olan iki lobu görebiliyorsunuzdur.

These house the Vibrio fischeri cells.

Bu lobların içinde Vibro fischeri hücreleri yaşıyor ve

They live in there, at high cell number.

çok sayıda olduklarından

That molecule is there, and they're making light.

ışık üretiyorlar.

Mürekkepbalığının bu üçkağıtçı bakterilere katlanmasının sebebi,

And the reason the squid is willing to put up with these shenanigans

onların ürettiği ışığa ihtiyaç duyması.

is because it wants that light.

İkisi arasındaki ortak yaşam şöyle işliyor:

The way that this symbiosis works

Bu küçük mürekkepbalığı, Hawai sahilinin çok yakınında,

is that this little squid lives just off the coast of Hawaii,

just in sort of shallow knee-deep water.

dizimizi geçmeyecek sığlıkta bir suda yaşıyor.

And the squid is nocturnal,

Ve mürekkepbalığımız "noktürnal" olduğundan,

so during the day, it buries itself in the sand and sleeps.

yani yalnızca geceleri avlandığından,

gündüzleri kendisini kumun içine gizliyor ve uykuya yatıyor.

But then at night, it has to come out to hunt.

So on bright nights

Mürekkepbalığı oldukça sığ bir suda yaşadığından,

when there's lots of starlight or moonlight,

parlak gecelerde ayın veya yıldızların ışığı,

that light can penetrate the depth of the water the squid lives in,

bu sığ sudan geçerek mürekkepbalığına ulaşabiliyor.

since it's just in those couple feet of water.

Mürekkepbalığı, bir çeşit kepenk geliştirmiş.

What the squid has developed is a shutter that can open and close

Böylece bakterilerin yaşadığı o özel ışık organının üzerini açıp kapayabiliyor.

over the specialized light organ housing the bacteria.

Ayrıca, sırtında da detektörler var.

And then it has detectors on its back

Bu sayede, sırtına ne kadar ayışığı vurduğunu anlayabiliyor.

so it can sense how much starlight or moonlight is hitting its back.

And it opens and closes the shutter

Ve kepengi açıp kapayarak,

so the amount of light coming out of the bottom,

ön tarafında bulunan bakterilerin ürettiği ışığın şiddeti ile,

which is made by the bacterium,

sırtına vuran ışığın şiddetini

exactly matches how much light hits the squid's back,

birbirine eşitliyor ki

so the squid doesn't make a shadow.

gölge oluşmasın.

So it actually uses the light from the bacteria

Yani mürekkepbalığı, bakterilerden gelen ışığı

to counter-illuminate itself in an antipredation device,

kendisinin açığa çıkmasını engelleyen bir korunma mekanizmasında kullanıyor.

Böylece avcılar, mürekkepbalığının gölgesini göremiyor ve

so predators can't see its shadow,

gölgenin geldiği yere bakarak mürekkepbalığını yakalayamıyor.

calculate its trajectory and eat it.

Okyanusun "hayalet uçağı" gibi bir şey yani bu.

So this is like the stealth bomber of the ocean.

(Laughter)

(Gülüşmeler)

But then if you think about it, this squid has this terrible problem,

Ancak, mürekkepbalığının şöyle bir problemi var:

Ölmekte olan ve yoğun bir bakteri kültürü onun üzerinde yaşıyor,

because it's got this dying, thick culture of bacteria,

and it can't sustain that.

mürekkepbalığı sürekli olarak bu durumda kalamaz.

And so what happens is, every morning when the sun comes up,

Bu nedenle mürekkepbalığı her sabah güneş doğduğunda,

kendisini kuma gömerek uykuya dalıyor ve

the squid goes back to sleep, it buries itself in the sand,

sirkadyan(günlük) ritmine bağlı olan bir pompayı kullanarak

and it's got a pump that's attached to its circadian rhythm.

bakterilerin yaklaşık yüzde 95'ini dışarı atıyor.

And when the sun comes up, it pumps out, like, 95 percent of the bacteria.

So now the bacteria are dilute,

Böylece bakteriler seyreltik haline geliyor, yani o küçük hormon molekülü yok oluyor

that little hormone molecule is gone, so they're not making light.

ve ışık üretemiyorlar; ancak bu durum,

But, of course, the squid doesn't care, it's asleep in the sand.

mürekkepbalığının umrunda değil. Çünkü kumun içinde uyuyor.

Gün içinde, geriye kalan bakteriler bölünerek

And as the day goes by, the bacteria double,

molekülü serbest bırakıyorlar ve geceleri, yani mürekkepbalığının

they release the molecule, and then light comes on at night,

ihtiyacı olduğunda, ışık geri geliyor.

exactly when the squid wants it.

So first, we figured out how this bacterium does this,

Önce, bakterilerin bunu nasıl yaptığını çözdük,

but then we brought the tools of molecular biology to this

daha sonra ise gerçek mekanizmanın ne olduğunu kavrayabilmek için

to figure out, really, what's the mechanism.

moleküler biyolojinin araçlarını kullandık.

And what we found -- so this is now supposed to be my bacterial cell --

Ve bakın ne bulduk: -Bu şekil, yine, bakteri hücremi temsil ediyor.-

is that Vibrio fischeri has a protein.

Vibrio fischeri'ın bir proteini var.

That's the red box --

Kırmızı kutu ile gösterilen bu protein, şu kırmızı üçgenleri,

it's an enzyme that makes that little hormone molecule,

yani küçük hormon moleküllerini üreten bir enzim.

the red triangle.

And then as the cells grow,

Ve hücreler büyüdükçe, hep beraber o hormon molekülünü ortama

they're all releasing that molecule into the environment,

serbest bırakıyorlar, böylece o molekülün miktarı artıyor.

so there's lots of molecule there.

Bakterilerin hücre yüzeyinde bir de reseptör var. Bu reseptör,

And the bacteria also have a receptor on their cell surface

that fits like a lock and key with that molecule.

o molekül ile anahtar ve kilit gibi uyum içersinde ve

These are just like the receptors on the surfaces of your cells.

tıpkı sizin hücrelerinizin yüzeyindeki reseptörlere benziyor.

Molekül miktarı belirli bir seviyeye ulaştığında bu durum,

So when the molecule increases to a certain amount,

which says something about the number of cells,

hücre sayısı hakkında bir bilgi veriyor,

it locks down into that receptor

ve molekül, o reseptöre kitleniyor

and information comes into the cells

böylece hücrelere "ışığı açmalarını" söyleyen

bilgi iletiliyor ve

that tells the cells to turn on this collective behavior of making light.

ışık üretmeleri sağlanıyor.

Why this is interesting is because in the past decade,

Bunun ilginç olmasının sebebi ise, geçen 10 yılda

we have found that this is not just some anomaly

bu durumun karanlıkta ışık üreten tuhaf bir bakteri çeşidine ait olmadığını,

of this ridiculous, glow-in-the-dark bacterium that lives in the ocean --

bütün bakterilerin buna benzer sistemlere sahip olduğunu

keşfetmiş olmamız.

all bacteria have systems like this.

So now what we understand is that all bacteria can talk to each other.

Şunu anlıyoruz ki, bütün bakteriler birbiriyle konuşabiliyor.

They make chemical words, they recognize those words,

Kimyasal sözcükler üretiyorlar ve bu sözcükleri tanıyorlar,

and they turn on group behaviors

ve yalnızca bütün hücreler

that are only successful when all of the cells participate in unison.

uyum içinde hareket ettiğinde amacına ulaşan grup davranışları sergiliyorlar.

So now we have a fancy name for this: we call it "quorum sensing."

Bu olay için havalı bir ismimiz var: "Quorum sensing." (çoğunluk algılama)

They vote with these chemical votes,

Kimyasal zarflarla oy kullanıyorlar,

the vote gets counted, and then everybody responds to the vote.

daha sonra oylar sayılıyor ve herkes sonuca bir tepki veriyor.

What's important for today's talk is we know there are hundreds of behaviors

Bugünün konuşması için önemli olan şey,

bakterilerin bu tarz kollektif şekillerde gerçekleştirdiği

that bacteria carry out in these collective fashions.

yüzlerce davranışın mevcut olması.

But the one that's probably the most important to you is virulence.

Ama belki de sizin için en önemli olanı virulans, yani zehirlilik.

Birkaç tane bakterinin vücudunuza girmesi

It's not like a couple bacteria get in you and start secreting some toxins --

ve bazı toksinler üretmesiyle olacak bir şey değil bu.

you're enormous; that would have no effect on you, you're huge.

Çok büyüksünüz, bunun sizin üzerinizde hiçbir etkisi olmaz.

Anlıyoruz ki bakterilerin yaptığı şey,

But what they do, we now understand,

is they get in you, they wait, they start growing,

vücudunuza girmek, beklemek ve büyümek.

they count themselves with these little molecules,

Daha sonra bu küçük moleküller yardımıyla kendi sayılarını ölçüyorlar

and they recognize when they have the right cell number

ve yeterli sayıya ulaştıklarını anladıkları zaman,

hep beraber zehir salgılamaya başlıyorlar ve böylece

that if all of the bacteria launch their virulence attack together,

they're going to be successful at overcoming an enormous host.

oldukça büyük bir konağın bile üstesinden gelebiliyorlar.

So bacteria always control pathogenicity with quorum sensing.

Bakteriler, hastalık yapma yetilerini daima çoğunluk algılama(quorum sensing) yöntemi ile kontrol ediyor.

Bu mekanizmanın işleyiş şekli böyle.

So that's how it works.

Bu moleküllerin, yani kırmızı üçgenler ile betimlediklerimizin,

We also then went to look at what are these molecules.

These were the red triangles on my slides before.

ne olduklarını da araştırdık.

This is the Vibrio fischeri molecule.

Bu, Vibrio fischeri molekülü.

This is the word that it talks with.

Bu ise Vibrio fischeri'ın konuşurken kullandığı sözcük.

And then we started to look at other bacteria,

Daha sonra diğer bakterilere bakmaya başladık.

and these are just a smattering of the molecules that we've discovered.

Bunlar, keşfettiğimiz moleküllerden yalnızca birkaçı.

Umarım, moleküllerin birbirine

What I hope you can see is that the molecules are related.

benzediğini fark edebiliyorsunuz.

The left-hand part of the molecule is identical

Molekülün sol kısmı, bütün bakteri türleri için

in every single species of bacteria.

tıpatıp aynı.

But the right-hand part of the molecule is a little bit different

Ancak molekülün sağ tarafı, her bakteri türünde biraz değişik.

in every single species.

Bu durum, her bakteri türünün

What that does is to confer exquisite species specificities to these languages.

kendilerine özgü bir dile sahip olmalarını sağlıyor.

So each molecule fits into its partner receptor

Her molekül yalnızca ve yalnızca kendi partneri ile uyum sağlayabiliyor.

and no other.

Yani bu konuşmalar, özel ve gizli konuşmalar.

So these are private, secret conversations.

These conversations are for intraspecies communication.

Bu konuşmalar, yalnızca tür içi iletişim için kullanılıyor.

Each bacteria uses a particular molecule that's its language

Her bakteri, kendi dili olan özel bir molekül kullanıyor

that allows it to count its own siblings.

ve böylece etrafta kendi türünden kaç tane bakteri olduğunu sayabiliyor.

Bu kısma kadar geldiğimizde,

Once we got that far,

we thought we were starting to understand that bacteria have these social behaviors.

bakterilerin bu sosyal davranışlara sahip olmasını anlamaya başladığımızı düşündük.

Ancak çoğu zaman aklımıza takılan şey,

But what we were really thinking about is that most of the time,

bakterilerin tek başlarına değil, yüzlerce farklı türden bakteri ile birlikte

bacteria don't live by themselves, they live in incredible mixtures,

devasa bir karışım içinde yaşıyor olduklarıydı.

with hundreds or thousands of other species of bacteria.

And that's depicted on this slide.

Slaytta gösterilen şey de o. Bu, sizin cildiniz.

This is your skin.

So this is just a picture -- a micrograph of your skin.

Cildinizin mikroskop ile çekilmiş bir fotoğrafı bu şekilde.

Anywhere on your body, it looks pretty much like this.

Vücudunuzun tamamı, buna benzer bir yapıda.

Umarım ki resimde her türden bakterinin bulunduğunu görebiliyorsunuz.

What I hope you can see

is that there's all kinds of bacteria there.

And so we started to think, if this really is about communication in bacteria,

Düşünmeye başladık ki, eğer bu olay gerçekten bakteriler arası iletişim ve

and it's about counting your neighbors,

komşularınızın sayısını öğrenmek ile ilgiliyse,

it's not enough to be able to only talk within your species.

yalnızca kendi türünüzdekilerle konuşabilmek yeterli olamaz.

Popülasyon içindeki diğer türden bakterilerin sayısını

There has to be a way to take a census

öğrenmenin de bir yolu olmalı.

of the rest of the bacteria in the population.

Böylece, moleküler biyolojiye geri döndük ve

So we went back to molecular biology

farklı bakterileri incelemeye başladık.

and started studying different bacteria.

Ve öğrendik ki

And what we've found now is that, in fact, bacteria are multilingual.

aslında, bakteriler birden fazla dil konuşabiliyor.

Hepsinin kendi türlerine özgü bir sistemleri,

They all have a species-specific system,

yani "o benim" diyen bir molekülleri var.

they have a molecule that says "me."

But then running in parallel to that is a second system

Ancak keşfettik ki, buna parelel olan bir ikinci sistem daha var,

that we've discovered, that's generic.

ve bu sistem tüm bakterilerde ortak.

So they have a second enzyme that makes a second signal,

Bakterilerin, ikinci bir sinyal üreten ikinci bir enzimleri daha var

and it has its own receptor,

ve bu enzimin kendi ayrı reseptörü mevcut.

and this molecule is the trade language of bacteria.

Yani bu molekül, bakterilerin ortak dili.

Bütün bakteriler tarafından kullanılan bu dil,

It's used by all different bacteria,

türler arası iletişimin aracı.

and it's the language of interspecies communication.

What happens is that bacteria are able to count

Bu sayede bakteriler, kendi türlerinden kaç tane olduğunu

ve diğer türlerden kaç tane olduğunu sayabiliyor.

how many of "me" and how many of "you."

And they take that information inside,

Daha sonra bu bilgiyi kullanıyorlar ve

and they decide what tasks to carry out

kimin azınlık ve kimin çoğunluk olduğuna bağlı olarak,

hangi görevleri yapmaları gerektiğine

depending on who's in the minority and who's in the majority

of any given population.

karar veriyorlar.

Then, again, we turned to chemistry,

Tekrar kimyaya dönüyoruz.

and we figured out what this generic molecule is --

Bu ortak molekülün ne olduğunu bulduk,

that was the pink ovals on my last slide, this is it.

son slaytımdaki pembe yuvarlaklar, o ortak moleküllerdi.

It's a very small, five-carbon molecule.

Beş karbonlu oldukça küçük bir molekül bu.

Önemli bir şey öğrendik ki,

And what the important thing is that we learned

is that every bacterium has exactly the same enzyme

her bakteride tıpatıp aynı molekülü yapan

and makes exactly the same molecule.

tıpatıp aynı enzim var.

So they're all using this molecule for interspecies communication.

Yani, bakterilerin tamamı

türler arası iletişim için bu molekülü kullanıyor.

This is the bacterial Esperanto.

Yani bu, bakterilerin Esperanto'su.

(Laughter)

(Gülüşmeler)

So once we got that far,

Buraya geldiğimizde, bakterilerin bu kimyasal dil

we started to learn that bacteria can talk to each other

yardımıyla birbirleriyle konuşabildiğini öğrenmeye başladık.

with this chemical language.

Ancak bu noktada aklmıza gelen şey,

But we started to think

that maybe there is something practical that we can do here as well.

belki de bu durumu lehimize kullanabilecek olmamızdı.

Bakterilerin tüm bu sosyal davranışlara sahip olduğunu

I've told you that bacteria have all these social behaviors,

ve bu moleküller yardımıyla iletişim kurduğunu anlattım.

that they communicate with these molecules.

Of course, I've also told you that one of the important things they do

Bakterilerin yaptığını önemli işlerden birisinin de çoğunluk algılamayı

kullanarak zehir salgılamaya başlamaları olduğunu da anlatmıştım.

is to initiate pathogenicity using quorum sensing.

Düşündük ki, bu bakterileri sağır ve dilsiz

So we thought:

What if we made these bacteria so they can't talk or they can't hear?

hale getirirsek ne olur?

Bu, yeni bir çeşit antibiyotik olamaz mı?

Couldn't these be new kinds of antibiotics?

And of course, you've just heard and you already know

Hepinizin bildiği üzere,

elimizdeki işe yarayan antibiyotiklerin sayısı azalıyor.

that we're running out of antibiotics.

Bakteriler ilaçlara karşı artık oldukça dirençliler; bunun nedeni de

Bacteria are incredibly multi-drug-resistant right now,

and that's because all of the antibiotics that we use kill bacteria.

kullandığımız antibiyotiklerin tamamının bakterileri öldürüyor olması.

They either pop the bacterial membrane,

Ya bakteri zarını patlatıyorlar,

they make the bacterium so it can't replicate its DNA.

ya da bakteriyi, DNA'sını kopyalayamaz hale getiriyorlar.

We kill bacteria with traditional antibiotics,

Bakterileri geleneksel antibiyotiklerle öldürüyoruz ve bu durum

and that selects for resistant mutants.

dirençli mutantların seçilmesine neden oluyor.

And so now, of course, we have this global problem

Dolayısıyla, bulaşıcı hastalıkların tedavisinde

in infectious diseases.

küresel bir kriz ile karşı karşıyayız.

So we thought, what if we could sort of do behavior modifications,

Düşündük ki, bu bakterileri konuşamaz ve sayamaz hale getirecek

just make these bacteria so they can't talk, they can't count,

birtakım davranışsal modifikasyonlar yaparak

ne zaman zehir salgılayacaklarını bilmelerini engellersek ne olur?

and they don't know to launch virulence?

So that's exactly what we've done,

Tam olayarak yaptığımız şey de buydu. İki farklı strateji izledik.

and we've sort of taken two strategies.

İlkinde, türler içi iletişim sistemini

The first one is, we've targeted the intraspecies communication system.

hedef aldık.

So we made molecules that look kind of like the real molecules, which you saw,

Gerçek moleküller gibi görünen, ama biraz farklı olan

moleküller ürettik.

but they're a little bit different.

Böylece ürettiğimiz moleküller, reseptörlere kitlendi

And so they lock into those receptors,

ve bakterinin çevresinde gerçekten ne olup bittiğini öğrenmesini engelledi.

and they jam recognition of the real thing.

So by targeting the red system,

Kırmızı sistemi hedef alarak,

what we are able to do is make species-specific, or disease-specific,

türe özgü ya da hastalığa özgü,

anti-çoğunluk algılama molekülleri üretebilme imkânı bulduk.

anti-quorum-sensing molecules.

We've also done the same thing with the pink system.

Aynı şeyi pembe sistem için de yaptık.

We've taken that universal molecule and turned it around a little bit

Ortak molekülü alarak üzerinde biraz oynadık ve böylece

so that we've made antagonists of the interspecies communication system.

türler arası iletişim sisteminin işlevini

bozacak moleküller ürettik.

Amaç, bunların bakterilere karşı geniş spektrumlu antibiyotikler

The hope is that these will be used as broad-spectrum antibiotics

that work against all bacteria.

olarak kullanılmaları.

And so to finish, I'll show you the strategy.

Son olarak, size yalnızca stratejiyi göstereyim.

In this one, I'm just using the interspecies molecule,

Burada, yalnızca türler arası molekülü kullanıyorum

but the logic is exactly the same.

ancak mantık tamamen aynı.

So what you know is that when that bacterium gets into the animal --

Bildiğiniz üzere, bakteriler bir hayvana yerleştiğinde,

-örneğimizdeki hayvan, bir fare-

in this case, a mouse --

it doesn't initiate virulence right away.

zehir üretmeye hemen başlamıyor.

It gets in, it starts growing,

İçeri girdikten sonra büyümeye ve çoğunluk algılama

it starts secreting its quorum-sensing molecules.

moleküllerini salgılamaya başlıyor.

It recognizes when it has enough bacteria

Yeterli sayıda bakteri olduğunun farkına vardığında ise

that now they're going to launch their attack,

saldırıya başlayacaklar ve

hayvan ölecek.

and the animal dies.

And so what we've been able to do is to give these virulent infections,

Bu zehirli enfeksiyonları,

but we give them in conjunction with our anti-quorum-sensing molecules.

tıpkı gerçek moleküller gibi görünen, ancak bu slaytta da gösteriğim üzere biraz farklı olan,

So these are molecules that look kind of like the real thing,

anti-çoğunluk algılama molekülleri ile

birlikte enjekte etmeyi başardık.

but they're a little different, which I've depicted on this slide.

Şimdi biliyoruz ki, eğer hayvana

What we now know is that if we treat the animal with a pathogenic bacterium --

ilaçlara karşı dirençli bir zehirli bakteri ile birlikte

a multi-drug-resistant pathogenic bacterium --

in the same time we give our anti-quorum-sensing molecule,

üretmiş olduğumuz anti-çoğunluk algılama moleküllerini enjekte edersek,

in fact, the animal lives.

hayvan hayatta kalıyor.

And so we think that this is the next generation of antibiotics,

Bunun, yeni nesil bir antibiyotik olduğunu ve

and it's going to get us around, at least initially,

en azından başlangıçta, direnç problemini

this big problem of resistance.

çözmemizi sağlayacağını düşünüyoruz.

What I hope you think is that bacteria can talk to each other,

Umuyorum ki, bakterilerin birbirleriyle konuştuğunu,

kimyasal sözcükler kullandıklarını,

they use chemicals as their words,

they have an incredibly complicated chemical lexicon

ve yeni yeni öğrenmeye başladığımız üzere, oldukça karmaşık bir

that we're just now starting to learn about.

kimyasal sözlüğe sahip olduklarını düşünüyorsunuzdur.

Elbette bu durum, bakteriye

Of course, what that allows bacteria to do is to be multicellular.

çok hücreli olma yeteneği kazandırıyor.

So in the spirit of TED,

Yani, TED ruhuyla, işleri birlikte yapıyorlar çünkü

they're doing things together because it makes a difference.

işbirliği fark yaratıyor.

Böylece bakteriler, tek başlarına olsalar asla yapamayacakları

What happens is that bacteria have these collective behaviors,

and they can carry out tasks

görevlerin üstesinden

that they could never accomplish if they simply acted as individuals.

işbirliği yardımıyla

gelebiliyorlar.

What I would hope that I could further argue to you

Umuyorum ki, bu durumun çok hücreli yaşamın başlangıcı olduğuna

sizleri de ikna edebilirim.

is that this is the invention of multicellularity.

Bacteria have been on the earth for billions of years;

Bakteriler, milyarlarca yıldan beri dünya üzerindeler.

humans, couple hundred thousand.

İnsanlar ise yalnızca birkaç yüz bin yıldan beri.

So we think bacteria made the rules for how multicellular organization works.

Bakterilerin, çok hücreli organizasyon

yapısının kurallarını belirlediğini düşünüyoruz.

Düşünüyoruz ki, bakteriler üzerinde çalışma yaparak,

And we think by studying bacteria,

we're going to be able to have insight about multicellularity in the human body.

insan vücundaki çok hücresellik ile ilgili çeşitli şeyler öğrenebiliriz.

So we know that the principles and the rules,

Prensipleri ve kuralları biliyoruz.

if we can figure them out in these sort of primitive organisms,

Eğer onların işleyişini bu tarz ilkel canlılarda anlayabilirsek,

umut ediyoruz ki bu bilgilerimiz

the hope is that they will be applied

diğer insan hastalıkları ve insan davranışlarını anlamamıza da yardımcı olacaktır.

to other human diseases and human behaviors as well.

Bakterilerin, kendi türleri ile diğer türler

I hope that what you've learned

is that bacteria can distinguish self from other.

arasındaki farkı ayırt edebildiğini öğrendiniz umarım.

So by using these two molecules,

Bakteriler, bu iki molekülü kullanarak "ben" ve "sen" diyebiliyorlar.

they can say "me" and they can say "you."

Bu, tıpkı bizlerin

And again, of course, that's what we do,

hem moleküler olarak

both in a molecular way, and also in an outward way,

hem de dışarıdan iletişim kurmamıza benziyor.

but I think about the molecular stuff.

Ben, moleküler iletişim kısmıyla ilgileniyorum.

This is exactly what happens in your body.

Vücudunuzda tam olarak olan şey bu.

It's not like your heart cells and kidney cells get all mixed up every day,

Kalp hücreleriniz ile böbrek hücreleriniz her gün birbirine karışmaz.

Bunun sebebi de, hücre gruplarının kim olduğunu ve

and that's because there's all of this chemistry going on,

these molecules that say who each of these groups of cells is

görevlerinin ne olduğunu söyleyen bu moleküllerin

işleyişinin arkasındaki kimyasal süreçlerdir.

and what their tasks should be.

So again, we think bacteria invented that,

Tekrar etmek gerekirse, bu yöntemi bakteriler icat etti.

Siz ise yalnızca fazladan birkaç zil sesi ve ıslık evrimleştirdiniz.

and you've just evolved a few more bells and whistles,

but all of the ideas are in these simple systems that we can study.

Ancak tüm bu fikirler, inceleyebileceğimiz basit sistemler içersinde yer alıyor.

And the final thing is, just to reiterate that there's this practical part,

Son olarak tekrar etmek gerekirse, bu keşfin bizlere pratik yarar sağlayan bir tarafı var.

and so we've made these anti-quorum-sensing molecules

Yeni bir ilaç türü olan anti-çoğunluk algılama moleküllerini de

that are being developed as new kinds of therapeutics.

bu sayede ürettik.

But then, to finish with a plug for all the good and miraculous bacteria

Ayrıca, bizlere faydalı olan bakteriler için

that live on the earth,

çoğunluk algılamayı geliştiren moleküller de

we've also made pro-quorum-sensing molecules.

ürettik.

So we've targeted those systems to make the molecules work better.

Yani, moleküllerin daha iyi çalışması için o sistemleri hedef aldık.

Vücudunuzun içinde ya da üzerinde 10 kat daha fazla bakteri hücresi

So remember, you have these 10 times or more bacterial cells

in you or on you, keeping you healthy.

olduğunu ve onların sizi koruduğunu hatırlayın.

What we're also trying to do is to beef up the conversation

Yapmaya çalıştığımız başka bir şey de,

bizlerle mutualist biçimde yaşayan

of the bacteria that live as mutualists with you,

in the hopes of making you more healthy,

ve daha sağlıklı olmanızı sağlayan bakteriler ile

aramızdaki diyaloğu güçlendirerek

making those conversations better,

so bacteria can do things that we want them to do

bakterilere bu soylu görevlerinde

better than they would be on their own.

yardımcı olmak.

Finally, I wanted to show you --

Son olarak sizlere, Princeton, New Jersey'deki

this is my gang at Princeton, New Jersey.

takım arkadaşlarımı göstermek istiyorum.

Sizlere anlatmış olduğum her şey, bu resimdeki biri tarafından keşfedildi.

Everything I told you about was discovered by someone in that picture.

Umuyorum ki yeni bir şeyler öğrendiğinizde,

And I hope when you learn things, like about how the natural world works --

-doğal yaşamın nasıl işlediği mesela-

I just want to say that whenever you read something in the newspaper

gazetede bir şeyler okuduğunuzda,

or you hear some talk about something ridiculous in the natural world,

ya da birilerini doğal yaşam hakkında gülünç şeyler söylerken duyduğunuzda,

o keşfin bir çocuk tarafından yapıldığını aklınıza getirirsiniz.

it was done by a child.

So science is done by that demographic.

Bilim, bu yaş grubu tarafından yapılıyor.

Tüm bu insanlar 20-30 yaş arasındalar ve

All of those people are between 20 and 30 years old,

and they are the engine that drives scientific discovery in this country.

bu ülkedeki bilimsel keşiflerin arkasındaki esas gücü oluşturuyorlar.

Onlarla çalıştığım için kendimi oldukça şanslı hissediyorum.

And it's a really lucky demographic to work with.

(Applause)

Ben sürekli yaşlanıyorum ancak onlar hep aynı yaştalar.

I keep getting older and older, and they're always the same age.

Ve bu yaptığım gerçekten çılgınca eğlenceli bir iş.

And it's just a crazy, delightful job.

And I want to thank you for inviting me here,

Beni buraya davet ettiğiniz için sizlere teşekkür etmek istiyorum.

it's a big treat for me to get to come to this conference.

Bu konferansa katılmak benim için büyük bir ayrıcalık.

(Applause)

(Alkış)

Thanks.

Teşekkürler.

(Applause)

(Alkış)