Izvor: Politika, 02.Jul.2011, 20:18 (ažurirano 02.Apr.2020.)
Bakterija, Kinezi i, naravno, Darvin
Pekinški genomski institut za tri dana je rastumačio ustrojstvo smrtonosnog mikroorganizma, od kojeg su danima strepeli u Nemačkoj i još nekim evropskim zemljama. A odakle nam je stigao? Verovatno iz stajskog đubriva
Bakterija-ubica (E. coli) iz Nemačke pokrenula je lavinu pisanja, pobudila je veću pažnju u raspravama od znatno smrtonosnijih događaja u svetu. Nije ni čudo: u pitanju je hrana bez koje se ne može preživeti. Osim ako sami ne odlučite da štrajkujete glađu.
>> Pročitaj celu vest na sajtu Politika << />
Najzad, zahvaljujući izvanrednom, bez presedana napretku genomike, rasvetljen je do najsitnijih pojedinosti genom ovog, u prirodi novokomponovanog, ubitačnog mikroorganizma. Ali u svemu tome je najzanimljivije da je ceo poduhvat izveo Pekinški genomski institut, smešten uŠenženu (NR Kina). I to za tri dana!
Ne treba se čuditi: NR Kina ulaže najviše u nauku. Sada 20, a uskoro 30 odsto budžeta! Pekinški genomski institut samo u pomenutom gradu ima 3.000 vrsnih stručnjaka, sa opremom koja je poslednja reč tehnike. Dodajte tome poslovičnu kinesku marljivost i radinost, onda ne treba biti iznenađen što očitavanje genoma ove bakterije nije urađeno najpre u Americi, Engleskoj, ako hoćete i u samoj Nemačkoj.
Kako, dakle, izgleda genom novokomponovane bakterije?
Dva „sebična gena”
Genom (zbirka svih gena) sastoji se od cirkularnoghromozoma s 5.278.000 baznih parova kilobaza (pet miliona ) dužine i još tri plazmida. Da objasnim, plazmidi su vangenomski dodatni nezavisni genski sastojci u istoj bakterijskoj ćeliji koji „putuju”, razmnožavajući se paralelno sa glavnim genomom bakterije. Ova tri plazmida su različitih dužina: 88.000 baznih parova (bp), 75.000 i 1.500. Hromozom sadrži, kao što se očekivalo, oko 5.000 kodirajućih sekvenci (KDS) koje pokrivaju oko 87 odsto genoma.
Najveći plazmid je visokohomologan sa jednim već ranije pročitanim, koji je izdvojen iz konja, i sadrži gene za multirezistentnost na antibiotike. Najmanji, kojijoš nazivaju „sebičnim plazmidom”, sadrži samo dva gena, od kojih jedan kodira jedan od proteina umešanih u udvostručavanje DNK, a drugi je odgovoran za sintezu malih pipaka (fimbrija) koji omogućuju bakteriji da se veže za ćelijski zid creva. Upravo to olakšava da ona u velikom broju naseli (kolonizuje) utrobu i da u većim količinama ispušta svoj otrov (toksin).
Dakle, to je molekularni mehanizam za pojačanu virulentnost (zaraznost) i ustrajnost bolesti koju izaziva bakterija.
Navedeni rezultat istraživanja opovrgao je prethodno mišljenje da je virulentnost u povećanoj otrovnosti samog toksina. I ovdeje genomika bila jedini odgovor.
Smrtonosna bakterija ima tzv. Šiga toksin gene, nazvane po pronalazaču Japancu Šigi, koji su odgovorni za patogenost (zaraznost) bolesti. I ranije su kodirani u jednom bakterijskom profagu (fazi su bakterijski virusi) koji se integrisao u bakterijski hromozom! Nekoliko insercionih „vrućih tačaka”, uključujući lokus koji je ugnezdio multiantibiotik rezistentne gene: istovremena otpornost na delovanje osam antibiotika antibiotika. Bakterija je, prema tome, rezistentna na aminoglikozide, makrolide i betalaktamske antibiotike.
Oba primera potvrđuju evoluiranje ovog soja ešerihija koli bakterije putem horizontalnog transfera (prenosa) gena, i u rezistentnosti na antibiotike i u virulentnosti.
Ove i prethodne filogenetske i komparativne genomske analize daju nam za pravo da tvrdimo da soj odgovoran za izbijanje epidemije pripada jednoj liniji bakterije (enteroagregativna ešerihija koli), koja je dodatno stekla sposobnost stvaranja Šiga toksina integrisanjem jednog fagnog genoma. To objašnjava početnu konfuziju zašto je jedna EAEC linija bakterija imala neke odlike EHEC (enterohemoragične ešerihije koli) soja.
Zakačka u zakački
Prema tome, nemačka smrtonosna ešerihija kolinije potpuno nova bakterija i možemo je smatrati hibridnim sojem (trenutni naziv: Šiga toksin proizvodeća enteroagregativna ešerihijakoli ili STpEAEC).
Dodatno je ustanovljeno da je 93 odsto slična bakteriji EAEC55989 E.coli, izolovanoj prvo u Centralnoafričkoj Republici još 2001. godine, za koju je poznato da uzrokuje ozbiljnu dijareju. Novi soj sadrži i gene odgovorne za patogenost hemoragičnog kolitisa i hemolitičnog uremičnog sindroma. Toliko o genomici.
Javnost, možda, najviše zanima poreklo smrtonosne bakterije. Nije više začuđujuće što je toliko slična afričkoj, ali jeste što se pojavila u poslovično čistoj Nemačkoj, a još više na biljnim klicama. Pogotovo što znamo da je glavno stanište bakterija ešerihija koliu utrobi čoveka i životinja (od domaćih do divljih). Jedino u takvim uslovima dolazi do dugotrajnog i bliskog kontakta koji omogućuje tzv. horizontalnu razmenu genomskog ili genetskog materijala između dve bakterije.
Nemačka je poznata po širokoj primeni kultivisanja organske hrane, za čije gajenje se koriste stajska ili organska đubriva. Dakle, smrtonosna bakterija mora da potiče iz stajskog đubriva, sa njiva, iz staklenika i baštađubrenihorganskim đubrivom.
Na još jedno pitanje smo dobili odgovor. Zašto bakterija nije smrtonosna za životinje? Životinje u ćelijama intestinalnog trakta nemaju na spoljnoj membrani receptor, „zakačku”, za koju bi se ona zakačila. Dakle, može da se baškari i razmnožava u utrobi životinja, a da ova živi i veselo šeta kao da nije inkubator pogibeljne zaraze za čoveka.
Na delu je genomska evolucija po Darvinu: u životu ostaju (i opstaju) samo najspremniji! Ko preživi, pričaće.
*Univerzitetski profesor molekularne biologije
Vladimir Glišin
objavljeno: 02.07.2011
.jpg)
