Už jsme se všichni museli smířit s tím, že u nás ve střevech žije opravdu hodně střevních bakterií. V každém z nás by jste jich napočítali něco kolem sta biliónů (10 na čtrnáctou). Jak už to u podobných symbióz bývá, není úplně jisté, jestli ony otročí pro nás nebo vlastně my pro ně.
Pro jistotu o nich poslední dobou mluvíme jako o „mikrobiálním orgánu“ nebo o „bioreaktoru“, což nepokrytě prezentuje naše stanovisko (ony o nás pravděpodobně jako o „eukaryotické chodící skládce“). Každopádně je není radno podceňovat. Jsou to ony, kdo tráví naši stravu a udržuje naše střeva v provozu. Navíc se i zdá, že druhové složení střevní bakteriální džungle významně ovlivňuje třeba náš sklon k obezitě a tím pádem kupříkladu k cukrovce nebo k nemocem oběhové soustavy. Když se biodiverzita našich střev změní, odneseme to minimálně náročnějším pobytem na toaletě.
Tým badatelů z Centre for Genome Sciencies, Washington University School of Medicine v St. Louis pod vedením J.L. Sonnenburga zaměřil pozornost na klíčového hráče mikrobiálního společenstva lidských střev, bakterii jménem Bacteroides thetaiotaomicron nebo chcete-li „humánněji“ B. theta. Ve stejné laboratoři mimochodem před dvěma lety získali kompletní sekvenci jejího genomu. Tahle anaerobní gram-negativní tyčinka je jedním z nejpočetnějších druhů lidských střevních bakterií, v pohodě strčí do kapsy i mediální hvězdu E. coli. Dokáže rozložit jinak nestravitelné cukry a přitom zásobuje živinami kromě svého hostitele i ostatní střevní čeládku. Když na to přijde, je velmi špatným pánem. Pokud se dostane do těla mimo trávicí trakt, tak si taky třeba můžete psát závěť, protože je vyloženě specialistou na rezistenci vůči antibiotikům.
Sonnenburg se svými kolegy připravil rafinovaný pokus, při kterém kulturou B. theta nakazili myši předem zbavené střevních bakterií. Myšky byly během pokusu krmeny stravou bohatou na složité cukry a chudou na cukry jednoduché, v kontrolním pozorování tomu bylo naopak. Po deseti dnech ze střev myšek izolovali usídlené bakterie a zmapovali aktivitu veškerých genů v jejich genomu, jichž je celkem 4779. Překvapivě se ukázalo, že bakterie myšek krmených složitými cukry měly narozdíl od bakterií kontrolní skupiny myších dobrovolníků, které žily prakticky v polévce z jednoduchých cukrů, vysoce aktivních 1237 genů, což představuje čtvrtinu celkového počtu. To je podle všeho zatím nejvyšší odhad počtu genů podílejících se na metabolismu cukrů, jaký kdy kdo u bakterie viděl.
V myších, co jedou na složitých cukrech, sedí B. theta na malých částečkách potravy a pomocí enzymatického nádobíčka je postupně štěpí a pojídá. U myší krmených jednoduchými cukry bakterie B. theta okupuje a vyjídá cukerné slizové povlaky. B. theta dokáže jeden a tentýž genom drastickým způsobem přepínat podle toho, v jakém prostředí se zrovna nachází. Zdá se, že si změní především povrchové proteiny a enzymy metabolických drah.
B. theta je podle Sonnenburga chytrý a všestranný jedlík. Díky extrémně plastickému genomu dokáže detekovat změny ve svém střevním životním prostředí a pak místo pomalého vyhladovění raději rychle změní jídelníček dle momentální nabídky. Zároveň se musí neustále vyhýbat věčně bdícímu imunitnímu systému hostitele. Závratný počet genů, u nichž byla během pokusu vysoká aktivita zaznamenána také krom jiného napovídá, že o molekulární regulaci metabolismu cukrů toho stále nijak moc nevíme.
Bakterie B. theta by jsme si rozhodně měli předcházet, zažívací obtíže nejsou asi pro nikoho nic příjemného. Hned se usíná klidněji, když víme, že nám vládkyně střevního ekosystému, rafinovaná bakterie s extrémně přizpůsobivým genomem, hlídá klidný spánek. A je docela možné, že budeme v budoucnu manipulovat složení střevního bakteriálního bioreaktoru na přání zákazníka. Třeba, když se dotyčný(á) bude mořit s hubnutím.
Pramen: Science 307(5717): 1915-1920.
Diskuze:
