Genom Lactobacillus johnsonii dekódován
Lidský gastrointestinální trakt (MDT) je prostředí bohaté na živiny kolonizované velkou a komplexní sbírkou mikroorganismů. Mikroorganismy hrají důležitou roli ve funkci a vývoji střeva. Složení mikroflóry se liší individuálně, v závislosti na věku a od střevního úseku ke střevnímu úseku. Obsahuje více než 500 druhů bakterií. Bakterie se podílejí na trávení polysacharidů a bílkovin a jsou zodpovědné za velkou část metabolismu MDT. Produkují také vitamíny, mastné kyseliny s krátkým řetězcem a další živiny pro svého hostitele.
Vyvážená a rozmanitá mikroflóra je nezbytná pro zdravou funkci střev a obranu proti střevním patogenům. Proto se několik druhů Lactobacillus, některé bifidobakterie a potraviny jimi fermentované široce prodávají jako probiotické potraviny. Skupina Lactobacillus-Enterococcus tvoří 6 % složení fekální mikroflóry a 23 % cekální mikroflóry na rozhraní tenkého a tlustého střeva. Z více než 50 známých druhů Lactobacillus získal zvláštní pozornost „acidofilní komplex“, který se skládá ze 6 blízce příbuzných druhů, protože těmto mikroorganismům jsou připisovány probiotické vlastnosti a jsou pravidelně izolovány z lidské stolice a sliznic.
L. johnsonii NCC533 (dříve L. acidophilus La1) byl v posledních letech intenzivně zkoumán s ohledem na jeho probiotické aktivity (imunomodulace, inhibice patogenů, uchycení na epiteliální buňky). Genom této bakterie byl nyní kompletně sekvenován výzkumnou skupinou ze Švýcarska (Nestlé Research Center) a USA (North Carolina State University, Raleigh a University of Georgia, Athens).
Genom je dlouhý 1.992.676 533 12 párů bází. Zarážející je absence genů pro syntézu aminokyselin, purinových nukleotidů a většiny kofaktorů (thiamin, kyselina nikotinová, riboflavin, biotin, kobalamin, kyselina pantotenová, pydridoxin). Aby se to vyvážilo, bylo nalezeno pozoruhodné množství neobvyklých a často duplikovaných aminokyselinových permeáz, peptidáz a transportérů typu fosfotransferázy, což naznačuje silnou závislost L. johnsonii NCCXNUMX na svém hostiteli nebo jiných střevních organismech. Sekvence genomu také předpovídá XNUMX velkých a neobvyklých povrchových proteinů, které mohou být důležité pro připojení k buňkám střevního epitelu.
Byly také detekovány tři hydrolázy žlučových solí (BSH) a dva transportéry žlučových kyselin, které jsou považovány za důležité pro přežití v MDT. Předpokládá se, že BSH usnadňují začlenění cholesterolu nebo žluči do bakteriální membrány, mění tekutost nebo náboj způsobem, který ovlivňuje citlivost na a-defensiny a další obranné molekuly hostitele. Geny pro de novo syntézu pyrimidinů dTMP, UMP a CMP jsou přítomny, ale ne pro biosyntézu purinů. Existují geny pro konverzi inosinu, xanthinu a hypoxantinu na IMP, GMP a AMP. L. johnsonii NCC533 je tedy auxotrofní pro mnoho stavebních bloků, což je v souladu s jeho náročnými nutričními požadavky. Úplná závislost na exogenních aminokyselinách je doprovázena neobvykle velkým počtem a rozmanitostí proteináz, peptidových transportérů a peptidáz (> 25 cytoplazmatických peptidáz).
Celkově se zdá, že L. johnsonii NCC533 je lépe přizpůsobena prostředí horního MDT ve srovnání s Bifidobacteria, Bacteroides a dalšími bakteriemi tlustého střeva. Zbývá však objasnit, zda je L. johnsonii „obligátním“ komenzálem MDT nebo zda má jiné rezervoáry. Genom L. johnsonii je do značné míry identický s genomem jeho nejbližšího příbuzného L. gasseri. Geny základního metabolismu vykazují >94% sekvenční identitu. Kompletní sekvence genomu poskytuje základ pro lepší pochopení komenzálních interakcí s „lidským“ hostitelem.
Zdroj: Kulmbach [KRÖCKEL]
