W naszych jelitach może mieszkać coś wielkiego

O tych doniesienach możemy przeczytać w tekście „Giant bacteria in gut microbiomes”¹ w BioRxiv, publikującym wstępne wyniki prac przed recenzją naukową.

Typowa bakteria osiąga około 0,002 milimetra. Epulopiscium to natomiast rodzaj Gram-dodatnich bakterii żyjących w symbiozie z rybami, które wyróżniają się nieprzeciętnymi gabarytami – wiele osobników ma od 0,2 do 0,7 mm długości. Do czasu odkrycia Thiomargarita namibiensis (0,75 mm) w 1999 r. uznawano je za największe znane mikroorganizmy tego typu. Co ciekawe, niektóre komórki Epulopiscium mogą wydawać potomstwo wewnątrz własnego organizmu, co przypomina proces tworzenia przetrwalników. Wewnątrz komórki macierzystej rozwija się od jednej do dwunastu form potomnych. Rosną one wewnątrz „matki” do momentu, gdy komórka macierzysta ulega lizie i obumiera.

Nazwa Epulopiscium wywodzi się z łaciny i oznacza „gościa na rybiej uczcie” – odnosi się to do faktu, że po raz pierwszy odkryto je w jelitach morskich ryb z rodziny pokolcowatych, gdzie prawdopodobnie wspomagają procesy trawienne. Choć dotąd nie udało się wyhodować tych mikroorganizmów w warunkach laboratoryjnych, naukowcy poznali ich specyfikę dzięki zaawansowanym analizom mikroskopowym, filogenetycznym i genomowym.

Ze względu na swoje rozmiary, olbrzymie bakterie muszą kompensować niekorzystny – w porównaniu z mniejszymi drobnoustrojami – stosunek powierzchni do objętości. Z tego powodu ich błona komórkowa tworzy liczne fałdy, co pozwala znacznie zwiększyć efektywną powierzchnię wymiany substancji.

Komórki Epulopiscium wykazują również skrajną poliploidalność – pojedynczy osobnik może zawierać setki tysięcy kopii genomu. Umożliwia to syntezę białek w wielu miejscach komórki jednocześnie, dzięki czemu cząsteczki biologiczne powstają dokładnie tam, gdzie są w danym momencie potrzebne.

Analiza sekwencji DNA z 600 tys. próbek pochodzących od zwierząt i ludzi z 80 krajów, którą przeprowadził dr Danny Ionescu z Uniwersytetu Technicznego w Berlinie, sugeruje jednak, że organizmy te mogą zasiedlać również ludzki przewód pokarmowy. Wcześniejsze badania mikrobiomu jelitowego koncentrowały się przede wszystkim na drobnoustrojach o typowych rozmiarach, co wyjaśnia, dlaczego tak duże mikroorganizmy były dotychczas przeoczone.

Z dotychczasowych obserwacji wynika, że bakteria ta występuje przede wszystkim w jelitach niemowląt w pierwszym roku życia. U dorosłych jej obecność notuje się częściej u pacjentów z wrzodziejącym zapaleniem jelita grubego, chorobą Leśniowskiego-Crohna oraz rakiem jelita grubego. Z kolei u osób ze schorzeniami neurologicznymi spotyka się ją rzadziej niż u ludzi zdrowych. Zdaniem autorów publikacji bakteria ta nie wywołuje chorób – mikroorganizm ten po prostu adaptuje się do zmian mikrobiomu towarzyszących tym patologiom.

W kolejnym etapie prac naukowcy zamierzają zidentyfikować nie tylko DNA bakterii w próbkach ludzkich, ale także zaobserwować ją bezpośrednio pod mikroskopem.

Przypis:

1. www.biorxiv.org/750856v1.

Przeczytaj także: „Płukanie jelita – to nie jest bezpieczne”.