Escherichia coli

Escherichia coli (zkráceně E. coli) je gramnegativní fakultativně anaerobní spory netvořící tyčinkovitá bakterie pohybující se pomocí bičíků žijící v tlustém střevě teplokrevných živočichů. Je jedním z nejdůležitějších zástupců střevní mikroflóry a její přítomnost je nezbytná pro správný průběh trávicích procesů ve střevě.

Její přítomnost ve vodě indikuje čerstvé znečištění výkaly a vylučuje použití vody jako pitné vody. Některé vzácné kmeny E. coli jsou nebo za určitých podmínek mohou být patogenní. Mohou způsobit různé záněty jako např. zánět močového měchýře.

V trávicím systému se některé kmeny uplatňují jako patogeny různými mechanismy, podle nichž se skupiny těchto tzv.. enteropatogénnych kmenů Escherichia coli označují jako:

  1. Enteropatogenní (EPEC) - vyvolávají průjmová onemocnění u novorozenců. Dochází k dehydrataci při vodnatých průjmech, v krajním případě může nastat úmrtí. U větších dětí a dospělých onemocnění nevyvolávají.
  2. Enterotoxinogenní (ETEC) - mohou vyvolávat průjmová onemocnění u dětí i dospělých.
  3. Enteroinvazívne (EIEC) - mají podobný mechanismus patogenity jako Shigella, tj. pronikají buněk a v nich se množí.
  4. Enterohemoragickou (EHEC) - bakterie produkují verotoxiny. Na onemocnění jsou náchylné děti [Tančinová et al., 2005]
  5. Enteroagregativní Escherichia coli (EAEC) - vedle k infekcím intestinálního systému je také schopna infikovat močové cesty a vyvolat neonatální meningitidu.

K rizikovým potravinám, ve kterých se mohou tyto bakterie vyskytovat patří i syrové mléko, sušené mléko a mléčné výrobky. Prevencí je náležitá hygiena a tepelná úprava. Uchovávání rizikových potravin při teplotě do 5 ° C. U dětí probíhá onemocnění ve formě těžké epidemické dyspepsie. Projevuje se silnými průjmy a zvracením s následnou dehydratací a acidózou. U starších dětí a dospělých se onemocnění projeví horečkou, průjmem a bolestmi břicha, případně bolestmi kloubů a svalů. Inkubační doba je 1-3 dny, ale může být i delší.

Biotechnologické použití

E. coli se používá jako důležitý modelový organismus v genetice a mikrobiologii, který je významný hlavně pro obecnou modelovou studii bakterií. Dále je významná jako nástroj používaný kvůli své relativní jednoduchosti v biotechnologiích např. při konzervování požadovaných částech DNA, při přenosu rekombilantných DNA pomocí konjugace do jiných organismů (Agrobacterium v ​​rostlinných biotechnologiích) a jiné.

Escherichia coli je obecně nejpoužívanějším systémem na produkci, tzv.. expresi různých proteinů. Zasloužila se o to dobrá znalost jejího genomu, jakož i nenáročnost kultivace a rychlé množení se tohoto druhu bakterie. Geneticky modifikované E. coli dokáží produkovat pro průmyslové nebo farmaceutické účely proteiny v množstvích, která představují až 30% všech proteinů vytvářených bakterií. Při produkci eukaryotických, například lidských proteinů, však práce s E. coli naráží na mnohé problémy. Proteiny v lidských buňkách totiž po samotné proteoyntéze často ještě podstupují další složité úpravy, jako je například glykosylace zda tvorba disulfidických můstků mezi cystein. Tyto úpravy E. coli dělat neumí. Navíc, z důvodu, že eukaryotické proteiny jsou pro ni cizí, mohou na ni působit toxicky až ji usmrtit.

Výroba inzulínu

Escherichia coli je využívána také jako pomocná složka výroby HM inzulínu (lidský inzulín). HM inzulín je z pohledu uspořádání aminokyselin identický s inzulínem produkovaným lidským slinivkou (slinivkou).

Vyrábí se semisyntetický z inzulínu prasat záměnou původní aminokyseliny aminokyselinou obsaženou v lidském inzulínu. Další možností je biosyntetické výroba pomocí přenosu genu pro inzulín do buňky bakterie Escherichia coli nebo Saccharomyces cerevisiae, který se za vhodných podmínek rychle pomnoží a produkuje inzulín. Pak se z těchto bakterií izoluje čistý lidský inzulín.