Kas yra Mycobacterium Smegmatis?

Mycobacterium smegmatis yra dažnas mikroorganizmas, kuris dėl daugelio priežasčių tapo viena iš svarbiausių biologinių tyrimų bakterijų. Jį lengva kultivuoti ir greitai daugintis. Jis nėra patogeniškas žmonėms ir kitiems gyvūnams. Jo pagrindinė struktūra ir medžiagų apykaita yra prototipiniai kitų mikobakterijų genties rūšims, kai kurios iš jų yra sunkiai įveikiamų ir niokojančių ligų sukėlėjai. Jei pavyks atskleisti M. smegmatis paslaptis, kai kurios iš seniausių žmonijos negalavimų vieną dieną gali būti išgydomos.

Taksonominės aktinobakterijos yra viena iš labiausiai paplitusių gyvybės formų Žemėje. Dauguma rūšių yra aerobinės, maišančios deguonį su organinėmis maistinėmis medžiagomis, todėl, nepaisant jų vienaląsčių dydžio, aktinobakterijos yra gyvybiškai svarbi planetos anglies ciklo grandis. Kvėpavimo procese jie gamina antrinius metabolitus, būdingus kiekvienai rūšiai. Šie natūralūs junginiai, įskaitant Nobelio premijos laureatus antibiotikus, turi medicininę ir komercinę reikšmę.

Mycobacterium genties kategorijai būdingas „vaškinis“ apvalkalas. Vietoj išorinės ląstelės membranos šios grupės organizmai turi storą ląstelės sienelę, sudarytą iš lipidų arba riebalų rūgščių. Šis apsauginis sluoksnis daro juos hidrofobinius, beveik nepralaidžius vandeniui ir prisideda prie jų atsparumo. Jie gali išgyventi veikiami rūgščių, šarmų, ploviklių ir net antibiotikų. Tarp patogeninių rūšių dvi labiausiai žinomos mikobakterijos yra parazitinės ir atsakingos už tuberkuliozės ir raupsų ligas.

Mycobacterium smegmatis yra nejudri bacila, lazdelės formos 3-5 mikrometrų ilgio bakterija, neturinti judėjimo galimybių. Jie greitai auga į koloniją, vadinamą bioplėvele, kurios populiacija padvigubėja dėl ląstelių dalijimosi kas tris ar penkias dienas. Jie klasifikuojami kaip gramteigiamos bakterijos, kurių ląstelių sienelės sugeria standartines violetines dėmes, naudojamas laboratoriniuose darbuose. Jie toleruoja didelį temperatūrų diapazoną ir klesti ant paprasčiausių substratų, kuriuose yra bent azoto, anglies ir fosforo maistinių medžiagų. Mycobacterium smegmatis yra pavyzdinis organizmas, lengvai valdomas laboratorinėmis sąlygomis.

Išskyrus pačius neįprastiausius atvejus, Mycobacterium smegmatis yra nekenksmingas. Nurijus ar kitaip patekęs į žmogaus organizmą, jis paprastai galiausiai pašalinamas. Priešingai, Mycobacterium tuberculosis gali būti mirtina ir užkrečiama žmonėms. Kadangi M. smegmatis turi panašias į M. tuberculosis ir kitų rūšių ląstelių struktūras, ypač ląstelės sienelę, ji tapo mikobakterijų tyrimų pakaitalu.

Kai buvo įgyvendinta viso genomo sekos nustatymo technologija, tarp norų sąrašo viršuje esančių organizmų buvo Homo sapiens ir Mycobacterium smegmatis. 2006 m. buvo aptikta, kad du trečdaliai beveik 7 milijonų nukleotidų ilgio DNR susideda iš bazinių porų guanino ir citozino. Apie 90 procentų DNR yra užkoduota daugiau nei 6,700 baltymų, kurių suma sudaro visą organizmą.

Nuo 2006 m. gaminamos mikrogardelės, galinčios greitai nuskaityti M. smegmatis nukleotidų nukrypimus nuo normos. Be to, DNR manipuliavimo metodai, tokie kaip genų įterpimas, inaktyvavimas ir ekspresijos ataskaitų teikimas, pagerino bakterijų metabolinių poreikių laboratorinį tyrimą. Kaip įtariama, ji turi daugiau nei 2,000 homologų, beveik identiškų nukleotidų sekų, su tuberkuliozės bakterijų genomu.

Viena iš svarbiausių, perspektyviausių laboratorinių tyrimų krypčių – sutrikdyti Mycobacterium smegmatis apsauginės ląstelės sienelės biosintezę – daugelio antibiotikų, tarp jų ir penicilino, operacinę taktiką. Kita tyrimo sritis – nustatyti, kaip M. smegmatis per storą apvalkalą fiksuoja ir perneša laisvąsias fosfato molekules iš savo aplinkos į ląstelės vidų, kur jis reikalingas dauginimuisi. Mokslininkai pradėjo taikyti šiuos tyrimus potencialiam tuberkuliozės, raupsų ir kitų ligų, kurias sukelia vienas iš labiausiai paplitusių mikrobų, gydymui.