Aflatoksinin Keşfi: 1960 Hindi X Hastalığı ve Aspergillus flavus

Aflatoksin bir laboratuvar taramasında değil, bir veteriner bilmecesinin içinde bulundu. 1960'ların başında İngiltere'de o güne kadar bilinmeyen ve “hindi X hastalığı” diye anılan bir tabloyla toplam 100.000 hindi yavrusu ölmüş, hastalık sonunda Aspergillus flavus bulaşmış Brezilya kaynaklı yer fıstığı küspesiyle ilişkilendirilmiştir (Pickova ve ark., 2021). Bu yazı bilmecenin hangi adımlarla çözüldüğünü izliyor: yem örneklerinden küfe, küften molekül yapısına, oradan da gıda mikotoksinleri araştırmasının bugünkü çerçevesine.

1960: nedeni bilinmeyen bir salgın

Aflatoksinler insanların besininde muhtemelen binlerce yıldır vardı; ancak zehirli etkileri 1960'a kadar fark edilmedi ve ilk kez, kirlenmiş yer fıstığı küspesinden kaynaklanan, bulaşıcı olmayan bir hindi zehirlenmesi salgınıyla görünür hâle geldi (Kensler ve ark., 2024).

1961'de Nature'da yayımlanan kısa bir rapor, sorunu başlığından itibaren belirli yer fıstığı örnekleriyle ilişkili bir zehirlilik olarak tanımlıyordu (Sargeant ve ark., 1961). Böylece soru daraldı: küspenin içindeki zehirli bileşen neydi ve nereden geliyordu?

Yemden küfe

Bir sonraki adım zehirliliği bir canlıya bağlamaktı. 1962'de aynı dergide çıkan rapor, başlığında hindi X hastalığını Aspergillus flavus'un toksik metabolitleriyle yan yana anıyordu (Nesbitt ve ark., 1962). Toksine verilen ad da bu bağlantıyı taşır: aflatoksin, “Aspergillus flavus toksini” ifadesinden türetilmiştir (Pickova ve ark., 2021).

Adı konan mantar bir toprak mantarıydı: bir derlemeye göre A. flavus toprakta son derece yaygındır, bitkilerde fırsatçı bir patojen olarak yaşar ve aflatoksini ikincil metabolit olarak birçok ürünün tohumunda, hasattan önce de sonra da üretebilir (Klich, 2007). Aynı derlemede tarladaki aflatoksin, kuraklık stresi altındaki mısır, yer fıstığı, pamuk tohumu ve sert kabuklu yemişler gibi yağlı tohum bitkileriyle ilişkilendirilir; uygun koşullarda mantar depolanan hemen her tohumda büyüyüp toksin üretebilir (Klich, 2007).

Küf ile şapkalı mantar arasındaki ayrımı ve küflerin gıdada nasıl yayıldığını küf nedir yazısında okuyabilirsiniz.

Molekülün yapısı: B ve G

Kimyasal kimlik kısa sürede ortaya çıktı: salgından üç yıl sonra, 1963'te aflatoksinlerin yapıları aydınlatılmıştı (Kensler ve ark., 2024). Aynı yıl Journal of the American Chemical Society'de çıkan kısa bildirimin başlığı iki aflatoksin grubunu adlandırıyordu: B ve G (Asao ve ark., 1963). Liste sonra uzadı; bugüne kadar toplam 20 aflatoksin tanımlanmış, bunlar arasında B1, B2, G1 ve G2 öne çıkmıştır (Pickova ve ark., 2021).

Bir genom bölgesinde toplanmış yolak

Molekülün nasıl yapıldığı sorusu genetiğe taşındı. Yakın akraba A. parasiticus'ta yolak geni kümesinin tamamını temsil eden 82 kilobazlık bir genom bölgesi dizilenmiş; daha önce tanımlanmış 19 yolak geni ve dört şeker kullanım geninin yanında, aflatoksin oluşumunda olası rolü olan altı yeni gen bulunmuştur (Yu ve ark., 2004). Bir mantarın ikincil metabolit genlerini neden böyle yan yana tuttuğunu sekonder metabolit gen kümeleri yazısı anlatıyor.

Genom çağı ilginç bir akrabalığı da netleştirdi. A. flavus ile gıda fermantasyonunda yüzyıllardır kullanılan A. oryzae'nin genomları karşılaştırıldığında tahmini genom büyüklükleri 36,8 ve 36,7 megabaz, öngörülen gen sayıları 12.197 ve 12.079 olarak birbirine çok yakın çıkmıştır (Payne ve ark., 2006). Yazarlar yüksek dizi benzerliğine dayanarak iki mantarın aynı türün ekotipleri olabileceğini ve A. oryzae'nin A. flavus'un evcilleştirilmesiyle ortaya çıkmış olabileceğini öne sürmüştür (Payne ve ark., 2006). Koji küfünün kendi biyolojisi Aspergillus oryzae yazısında.

Bir salgından bir araştırma alanına

Sonraki yıllarda alanın temel kavramı da tanımlandı. Mikotoksin için önerilen çalışma tanımına göre mikotoksinler, düşük derişimde ve doğal yolla omurgalılara ve başka hayvanlara ulaştığında zehirli yanıt doğuran mantar ürünleridir; aynı yazı alanın farklı disiplinlerden araştırmacıları bir araya getirdiğini de not eder (Bennett, 1987).

Tarihin daha geniş çerçevesi de var. Bir derlemeye göre toksin üreten mantarlar insan besinine, ürünlerin ekilip bir mevsimden ötekine saklanmaya başlandığı yaklaşık 10.000 yıl önce girmiş olabilir ve tahıllar her zaman mikotoksinlerin başlıca kaynağı olmuştur (Pitt ve ark., 2017). Aynı derleme, aflatoksinlerin tahıl ve yemişlerde A. flavus'un büyümesiyle nasıl oluştuğunu anlamaya götüren araştırma öyküsünü de belgeler ve iklim değişikliği döneminde gıda sistemini izleyenlerin, meslek hayatlarında seyrek görmüş olabilecekleri toksinlerin yeniden ortaya çıkabileceğini akılda tutması gerektiğini yazar (Pitt ve ark., 2017).

Kontrol yöntemleri de bu öykünün parçası oldu. Klich'in derlemesine göre depoda aflatoksin, nem A. flavus'un büyümesine izin vermeyen düzeyin altında tutularak kontrol altına alınabilir; tarlada ise ekim uygulamalarının değiştirilmesi, dirençli bitki geliştirilmesi ve aflatoksin üretmeyen suşlarla rekabetçi dışlama gibi yöntemler kullanılmakta ya da araştırılmaktadır (Klich, 2007). Güncel bir derleme de aflatoksin azaltımında biyolojik kontrol yöntemlerine büyük önem verildiğini belirtir (Pickova ve ark., 2021).

Keşif adım adım

Bu öyküyü okurken

Bu yazı bir keşif tarihidir; gıda güvenliği rehberi değildir ve tahıl, yemiş ya da yemdeki aflatoksin çoğu ülkede sıkı biçimde düzenlenir (Klich, 2007). Tahılda iz bırakan daha eski bir mantar toksininin tarihini çavdar mahmuzu ve ergotizm yazısında, mantar üretimindeki kontaminasyon kontrolünü ise kontaminasyon ve mikotoksin kontrolü yazısında bulabilirsiniz.

Bilimsel referanslar

Asao, T. et al. (1963). Aflatoxins B and G. J Am Chem Soc, 85(11), 1706-1707. DOI 10.1021/ja00894a050.

Bennett, J.W. (1987). Mycotoxins, mycotoxicoses, mycotoxicology and Mycopathologia. Mycopathologia, 100(1), 3-5. PMID 3683511. DOI 10.1007/BF00769561.

Kensler, T.W. et al. (2024). 65 Years on-Aflatoxin Biomarkers Blossoming: Whither Next? Toxins (Basel), 16(11), 496. PMID 39591251. DOI 10.3390/toxins16110496.

Klich, M.A. (2007). Aspergillus flavus: the major producer of aflatoxin. Mol Plant Pathol, 8(6), 713-22. PMID 20507532. DOI 10.1111/j.1364-3703.2007.00436.x.

Nesbitt, B.F. et al. (1962). Aspergillus flavus and turkey X disease. Toxic metabolites of Aspergillus flavus. Nature, 195, 1062-3. PMID 14479064. DOI 10.1038/1951062a0.

Payne, G.A. et al. (2006). Whole genome comparison of Aspergillus flavus and A. oryzae. Med Mycol, 44(Supplement_1), S9-S11. PMID 30408940. DOI 10.1080/13693780600835716.

Pickova, D. et al. (2021). Aflatoxins: History, Significant Milestones, Recent Data on Their Toxicity and Ways to Mitigation. Toxins (Basel), 13(6), 399. PMID 34205163. DOI 10.3390/toxins13060399.

Pitt, J.I. et al. (2017). A Concise History of Mycotoxin Research. J Agric Food Chem, 65(33), 7021-7033. PMID 27960261. DOI 10.1021/acs.jafc.6b04494.

Sargeant, K. et al. (1961). Toxicity associated with certain samples of groundnuts. Nature, 192(4807), 1096-1097. DOI 10.1038/1921096a0.

Yu, J. et al. (2004). Completed sequence of aflatoxin pathway gene cluster in Aspergillus parasiticus. FEBS Lett, 564(1-2), 126-30. PMID 15094053. DOI 10.1016/S0014-5793(04)00327-8.

Bu içerik bilgilendirme amaçlıdır, tıbbi tavsiye niteliği taşımaz. Herhangi bir sağlık kararı almadan önce hekiminize danışınız. Fonksiyonel mantarlar ilaç değildir ve hastalıkların tedavisinde kullanılamaz.

Atıf yapılan kaynak: 10  |  Yöntem: Editöryel Politika  |  Referanslar: Bibliyografya