Lactobacillus johnsonii genom dekódolva
Az emberi gyomor-bél traktus (MDT) tápanyagban gazdag környezet, amelyet mikroorganizmusok nagy és összetett gyűjteménye kolonizál. A mikroorganizmusok fontos szerepet játszanak a bélrendszer működésében és fejlődésében. A mikroflóra összetétele egyénenként, életkortól és bélszakasztól függően változik. Több mint 500 féle baktériumot tartalmaz. A baktériumok részt vesznek a poliszacharidok és fehérjék emésztésében, és felelősek az MDT metabolizmusának nagy részéért. Vitaminokat, rövid szénláncú zsírsavakat és egyéb tápanyagokat is termelnek gazdájuk számára.
A kiegyensúlyozott és változatos mikroflóra elengedhetetlen az egészséges bélműködéshez és az enterális kórokozók elleni védekezéshez. Ezért számos Lactobacillus fajt, egyes bifidobaktériumokat és az általuk fermentált élelmiszereket széles körben forgalmazzák probiotikus élelmiszerként. A Lactobacillus-Enterococcus csoport a széklet mikroflóra összetételének 6%-át, a vakbél mikroflóra 23%-át teszi ki a vékony- és vastagbél találkozásánál. A több mint 50 ismert Lactobacillus faj közül a 6 közeli rokon fajból álló „acidophilus komplex” kapott kiemelt figyelmet, mivel ezeknek a mikroorganizmusoknak probiotikus tulajdonságokat tulajdonítanak, és rendszeresen izolálják őket az emberi székletből és nyálkahártyákból.
A L. johnsonii NCC533 (korábban L. acidophilus La1) probiotikus aktivitását (immunmoduláció, kórokozók gátlása, hámsejtekhez való kötődés) az elmúlt években intenzíven vizsgálták. Ennek a baktériumnak a genomját egy svájci (Nestlé Research Center) és amerikai kutatócsoport (North Carolina State University, Raleigh és University of Georgia, Athén) mostanra teljesen szekvenálta.
A genom 1.992.676 533 12 bázispár hosszú. Feltűnő az aminosavak, a purin nukleotidok és a legtöbb kofaktor (tiamin, nikotinsav, riboflavin, biotin, kobalamin, pantoténsav, piridoxin) szintéziséhez szükséges gének hiánya. Ennek kiegyensúlyozására figyelemreméltó számú szokatlan és gyakran duplikált aminosav-permeázt, peptidázt és foszfotranszferáz típusú transzportert találtak, ami arra utal, hogy az L. johnsonii NCCXNUMX erős függőséget okoz gazdaszervezetétől vagy más bélszervezetektől. A genomszekvencia XNUMX nagy és szokatlan felszíni fehérjét is megjósol, amelyek fontosak lehetnek a bélhámsejtekhez való kötődés szempontjából.
Három epesó hidrolázt (BSH) és két epesav transzportert is kimutattak, amelyekről úgy gondolják, hogy fontosak a túlélés szempontjából MDT-ben. Úgy gondolják, hogy a BSH-k elősegítik a koleszterin vagy az epe beépülését a bakteriális membránba, megváltoztatva a folyékonyságot vagy a töltést oly módon, hogy az befolyásolja az α-defenzinekkel és más gazdaszervezet védekező molekuláival szembeni érzékenységet. A dTMP, UMP és CMP pirimidinek de novo szintéziséhez szükséges gének jelen vannak, de a purin bioszintézisére nem. Vannak gének az inozin, xantin és hipoxantin IMP-vé, GMP-vé és AMP-vé történő átalakítására. A L. johnsonii NCC533 így auxotróf sok építőelem esetében, összhangban a magas táplálkozási igényeivel. Az exogén aminosavaktól való teljes függést a proteinázok, peptid transzporterek és peptidázok szokatlanul nagy száma és változatossága (> 25 citoplazmatikus peptidáz) kíséri.
Összességében úgy tűnik, hogy a L. johnsonii NCC533 jobban alkalmazkodik a felső MDT környezetéhez, mint a Bifidobacteria, Bacteroides és más vastagbélbaktériumok. Azt azonban tisztázni kell, hogy a L. johnsonii az MDT „kötelező” kommenzálisa, vagy más tározói is vannak. Az L. johnsonii genomja nagyrészt megegyezik legközelebbi rokonának, az L. gasserinek a genomjával. Az alapvető metabolizmus gének >94%-os szekvenciaazonosságot mutatnak. A teljes genomszekvencia biztosítja az alapot az „emberi” gazdaszervezettel való kommenzális kölcsönhatások jobb megértéséhez.
Forrás: Kulmbach [KRÖCKEL]
