Dekódovaný genóm Lactobacillus johnsonii
Ľudský gastrointestinálny trakt (MDT) je prostredie bohaté na živiny kolonizované veľkou a komplexnou zbierkou mikroorganizmov. Mikroorganizmy hrajú dôležitú úlohu vo funkcii a vývoji čreva. Zloženie mikroflóry sa mení individuálne, v závislosti od veku a od črevnej sekcie k črevnej sekcii. Obsahuje viac ako 500 druhov baktérií. Baktérie sa podieľajú na trávení polysacharidov a bielkovín a sú zodpovedné za veľkú časť metabolizmu MDT. Tiež produkujú vitamíny, mastné kyseliny s krátkym reťazcom a ďalšie živiny pre svojho hostiteľa.
Vyvážená a rôznorodá mikroflóra je nevyhnutná pre zdravú funkciu čriev a obranu proti črevným patogénom. Preto sa niekoľko druhov Lactobacillus, niektoré bifidobaktérie a potraviny nimi fermentované široko predávajú ako probiotické potraviny. Skupina Lactobacillus-Enterococcus predstavuje 6 % zloženia fekálnej mikroflóry a 23 % mikroflóry slepého čreva na prechode medzi tenkým a hrubým črevom. Z viac ako 50 známych druhov Lactobacillus si získal osobitnú pozornosť „acidofilný komplex“, ktorý pozostáva zo 6 blízko príbuzných druhov, pretože tieto mikroorganizmy majú údajne probiotické vlastnosti a sú pravidelne izolované z ľudskej stolice a slizníc.
L. johnsonii NCC533 (predtým L. acidophilus La1) bol v posledných rokoch intenzívne študovaný pre svoje probiotické aktivity (imunitná modulácia, inhibícia patogénov, prichytenie na epitelové bunky). Genóm tejto baktérie bol teraz kompletne sekvenovaný výskumnou skupinou zo Švajčiarska (Nestlé Research Center) a USA (North Carolina State University, Raleigh a University of Georgia, Athens).
Genóm obsahuje 1.992.676 533 12 párov báz. Zarážajúca je absencia génov pre syntézu aminokyselín, purínových nukleotidov a väčšiny kofaktorov (tiamín, kyselina nikotínová, riboflavín, biotín, kobalamín, kyselina pantoténová, pydridoxín). Ako kompenzáciu sa našiel pozoruhodný počet nezvyčajných a často duplikovaných aminokyselinových permeáz, peptidáz a transportérov typu fosfotransferázy, čo naznačuje silnú závislosť L. johnsonii NCCXNUMX od svojho hostiteľa alebo iných črevných organizmov. Sekvencia genómu tiež predpovedá XNUMX veľkých a neobvyklých povrchových proteínov, ktoré môžu byť dôležité pre pripojenie k bunkám črevného epitelu.
Boli tiež detegované tri hydrolázy žlčových solí (BSH) a dva transportéry žlčových kyselín, o ktorých sa predpokladá, že sú dôležité pre prežitie pri MDT. Predpokladá sa, že BSH uľahčujú inkorporáciu cholesterolu alebo žlče do bakteriálnej membrány, pričom menia tekutosť alebo náboj s cieľom ovplyvniť citlivosť na a-defenzíny a iné obranné molekuly hostiteľa. Sú prítomné gény pre de novo syntézu pyrimidínov dTMP, UMP a CMP, ale nie pre biosyntézu purínov. Existujú gény pre konverziu inozínu, xantínu a hypoxantínu na IMP, GMP a AMP. L. johnsonii NCC533 je preto auxotrofný pre mnohé stavebné kamene v súlade s jeho náročnými nutričnými požiadavkami. Úplná závislosť od exogénnych aminokyselín je sprevádzaná nezvyčajne veľkým počtom a rozmanitosťou proteináz, peptidových transportérov a peptidáz (> 25 cytoplazmatických peptidáz).
Celkovo sa zdá, že L. johnsonii NCC533 je lepšie prispôsobený prostrediu hornej časti MDT v porovnaní s Bifidobacteria, Bacteroides a inými baktériami hrubého čreva. Zostáva však určiť, či je L. johnsonii „povinným“ komenzálom MDT alebo má iné rezervoáre. Genóm L. johnsonii je do značnej miery identický s genómom jeho najbližšieho príbuzného L. gasseri. Gény bazálneho metabolizmu vykazujú > 94 % sekvenčnú identitu. Kompletná sekvencia genómu poskytuje základ pre lepšie pochopenie komenzálnych interakcií s hostiteľským „človekom“.
Zdroj: Kulmbach [ KRÖCKEL ]
