You are using an outdated browser. For a faster, safer browsing experience, upgrade for free today.

E.coli

E.coli

Автор статьи_

Юлия Романовская | наставник ДНК

Выпуск_

№2 | 11/12/2020


Кишечная палочка – «подопытный кролик» микробиологии.

Биология не существует без экспериментов. К примеру, биологи, биомедики, зоологи используют в своих опытах целый ряд макроорганизмов, таких как кролики, лабораторные крысы, речные раки, морские свинки и даже обезьяны. Микробиологи же в основном исследуют организмы, невидимые невооруженным взглядом – бактерии, вирусы, клетки. 

На сегодняшний день кишечная палочка (латинское название Escherichia coli или E.coli) является самым изученным микроорганизмом на Земле. 

Еще бы! Ведь именно ее геном одним из первых был полностью расшифрован в 1997 году (однако полностью не изучен и по сей день). История ее изучения начинается с 1885 года, когда немецко-австрийский педиатр Теодор Эшерих выделил ее из кишечного содержимого ребенка. Знал ли он тогда что описанный им микроорганизм будет играть одну из важнейших ролей в развитии биологических наук? Думаю, что нет.

Но тем не менее, это так. Кишечная палочка имеет огромное количество отличных друг от друга штаммов (штамм - отдельная культура клеток со своими особенностями), что говорит о ее высокой способности к мутациям и изменениям. В подавляющем большинстве случаев, E.coli является обычным жителем кишечника каждого человека на планете, выполняет полезные функции (к примеру вырабатывает ферменты способствующие пищеварению, синтезирует некоторые необходимые витамины, защищает микробиом от патогенных бактерий и др.) и не представляет угрозы. Но если она тем, или иным способом попадает в несвойственные ей локусы организма – может стать причиной тяжелых, и даже потенциально смертельных заболеваний.

Так чем же так хороша кишечная палочка для лабораторных исследований? Прежде всего этот микроорганизм очень легко воспроизводить и выращивать в лабораторных условиях, что облегчает процесс исследования и делает его устойчивей и надежней (возраст некоторых лабораторных культур превышает 60 лет). Следующей причиной является важная особенность кишечной палочки со временем терять патогенность, но есть как бы «одомашниваться» в лабораторных условиях и не причинять вреда при попадании в организм. Чем больше «поколений» одного штамма сменилось в лаборатории – тем ниже патогенность новых микроорганизмов. Это свойство обусловлено не только высокой мутагенностью E.coli, но и специфическим механизмом обмена генетической информацией, называемым горизонтальным переносом генов или конъюгацией (этот механизм также был открыт при исследовании свойств кишечной палочки). Ну и самая главная причина, по которой эшерихию коли по праву считают подопытным кроликом микробиологии – ее неоспоримое первенство среди «модельных организмов». Иначе говоря – в кишечную палочку первыми были успешно встроены ДНК других организмов, с самыми разнообразными свойствами. 

С помощью E.coli и современных генетических методов успешно выведены штаммы с самыми разнообразными особенностями, например:

- был встроен ген биолюминесценции, в результате чего был получен не только светящийся штамм бактерии, но и самый настоящий биосенсор, с помощью которого можно оценить воздействие на микроорганизмы различных раздражающих факторов;

- искусственно полученные бактерии E.coli используются как для производства пластмассы, так и для ее утилизации, что открывает огромные возможности в сфере экологии;

- множество видов рекомбинантных белков (рекомбинантные белки – белки, ДНК которых была создана искусственно, к примеру при помощи генномодицицированных штаммов кишечной палочки), используются для лечения, профилактики и диагностики различных заболеваний.

Подводя итог, можно сказать, что маленькая бактерия из нашего кишечника не только внесла огромный вклад в зарождение и развитие целого ряда биологических наук, но и можнаше будущее! Это – тот редкий случай, когда заслуга бактерии перед человечеством во много раз превышает ее патогенный ущерб.

Поделиться_

Донской государственный технический университет,
Площадь Гагарина, 1.
Ростов-на-Дону,
344000, Россия