Możecie niewiele o nich wiedzieć, ale prawie na pewno jedliście coś, w czym bakterie kwasu mlekowego miały swój udział. Z okazji ukazania się nowego dodatku w Microbial Cell Factories, redaktor Eric Johansen przedstawia nam 12 powodów, dla których powinieneś go przeczytać.
Bakterie kwasu mlekowego mają długą historię wykorzystania w przemyśle spożywczym, gdzie są najbardziej znane z przekształcania mleka w ser lub jogurt, kapusty w kiszoną kapustę lub kimchi, a nawet poprawiania jakości wina. Są one również spożywane w produktach probiotycznych ze względu na ich działanie prozdrowotne.
Poświęciliśmy cały suplement tym „przyjaznym” bakteriom, a oto moje 12 powodów, dla których musisz o nich przeczytać:
1. Ich struktura powierzchniowa jest fascynująca i „piękna”
Wyczerpujący i pięknie ilustrowany przegląd, autorstwa Marie-Pierre Chapot-Chartier i Sauliusa Kulakauskasa, opisuje strukturę i funkcję powierzchni komórek bakterii kwasu mlekowego. Zewnętrzna powierzchnia komórki stanowi podstawowy kontakt ze środowiskiem zewnętrznym i jako taka jest kluczowym czynnikiem determinującym ich specyficzne właściwości.
2. Mogą one ulegać infekcjom, które zmieniają ich funkcjonalność
Podobnie jak inne bakterie, bakterie kwasu mlekowego mogą zostać zainfekowane przez wirusy zwane bakteriofagami. Ponieważ ma to ważne konsekwencje dla ich funkcjonalności, interakcje między nimi a bakteriofagami są badane od dziesięcioleci. Najnowsze wyniki w tej dziedzinie są przeglądane przez Jennifer Mahoney i współpracowników.
3. Produkcja sera z ich udziałem jest zaskakująco złożonym procesem
Podczas produkcji sera Gouda, bakterie kwasu mlekowego są dodawane jako złożona społeczność. Eddy Smid i współpracownicy scharakteryzowali skład nieokreślonej kultury starterowej używanej do produkcji sera Gouda i prześledzili dynamikę populacji w czasie. Ten pozornie prosty proces obejmuje złożone interakcje mikrob-mikrob prowadzące do odpornego procesu, nawet w obecności bakteriofagów.
Bakterie kwasu mlekowego są kluczowym składnikiem w tworzeniu sera Gouda. (Zdjęcie dzięki uprzejmości Eelke Dekker)
4. Mogą zabijać niepożądane bakterie i czynić żywność bezpieczniejszą
Bakterie kwasu mlekowego hamują lub zabijają niepożądane bakterie w żywności i w organizmie człowieka poprzez szereg mechanizmów, w tym produkcję kwasu mlekowego i peptydów przeciwdrobnoustrojowych (bakteriocyn). Rodney Perez i współpracownicy opisują ostatnie wyniki w rozpoznawaniu, które z tych bakterii produkują bakteriocyny, charakterystykę tych bakteriocyn i jak bakteriocyny oraz bakterie, które je produkują, mogą być wykorzystane do zwiększenia bezpieczeństwa żywności.
5. Są stale ulepszane
Z powodu ciągłych zmian w preferencjach konsumentów i wyzwań związanych z produkcją i wykorzystaniem LAB w warunkach przemysłowych, istnieje ciągła potrzeba rozwoju szczepów o ulepszonych właściwościach. Rozwój szczepów jest zwykle prowadzony przy użyciu klasycznych metod ulepszania szczepów. Zostały one omówione przez Patricka Derkxa i współpracowników. Dzięki mądremu wykorzystaniu metod selekcji i automatycznych badań przesiewowych, kultury mogą być ulepszone w zakresie istotnych właściwości, w tym: zwiększonej odporności na bakteriofagi; ulepszonej tekstury lub tworzenia smaku; zwiększonej tolerancji na stres; oraz eliminacji niepożądanych właściwości.
6. Istnieje kilka sposobów, w jaki mogą one poprawić nasze zdrowie
Szóstym powodem, dla którego warto przeczytać to wydanie specjalne, jest przegląd dokonany przez Francescę Bottacini i współpracowników, opisujący różnorodność i właściwości bakterii z rodzaju Bifidobacterium oraz wiele sposobów, w jakie te mikroby mogą poprawić ludzkie zdrowie. Bifidobacterium, same lub w połączeniu z Lactobacillus, są obecne w większości produktów probiotycznych, a autorzy opisują kilka mechanizmów, dzięki którym Bifidobacterium korzystnie wpływają na zdrowie człowieka.
7. Mogą wpływać na rozwój i zachowanie muszek owocowych
Renata Matos i François Leulier badają interakcje gospodarz-mikrob, ze szczególnym uwzględnieniem interakcji pomiędzy Lactobacillus a muszką owocową (Drosophila melanogaster). Przewód pokarmowy muszki owocowej jest domem dla ogromnej populacji bakterii, w tym dużej frakcji bakterii kwasu mlekowego. Bakterie te biorą udział w ochronie gospodarza przed infekcjami, zapewniają właściwą równowagę składników odżywczych pobieranych z diety, a nawet wpływają na tak złożone właściwości jak rozwój i zachowanie.
8. Są wykorzystywane do zapobiegania infekcjom
Marijke Segers i Sarah Lebeer przedstawiają najnowsze wyniki dotyczące szczepu Lactobacillus rhamnosus GG (LGG). Szczep ten jest stosowany w zapobieganiu i leczeniu infekcji żołądkowo-jelitowych i biegunek oraz w poprawie odpowiedzi immunologicznej. Jednym z problemów w badaniach nad probiotykami jest to, że nie wszystkie badania kliniczne prowadzą do takich samych wniosków. Powodem tego są różnice w gospodarzach i różnice w samej bakterii. Sugeruje się, że struktury zewnętrzne, takie jak pili, zewnątrzkomórkowe polisacharydy, kwasy lipoteichoiczne i wydalane białka odgrywają rolę w prozdrowotnej zdolności LGG.
9. Są one opracowywane do stosowania w antygenowo-swoistej terapii immunologicznej
Sofie Robert i Lothar Steidler zmodyfikowali genetycznie Lactococcus lactis do stosowania w antygenowo-swoistej terapii immunologicznej. Opisano próby i trudności związane z opracowaniem i ostatecznym wprowadzeniem takiego produktu na rynek.
Bakterie Lactococcus lactis z daleka. (Zdjęcie dzięki uprzejmości Minyoung Choi)
10. Zdobywamy nowy wgląd w ich ewolucję
Ostatnie postępy w genomice bakterii kwasu mlekowego są przeglądane przez François Douillard i Willem de Vos. Porównanie sekwencji genomów wielu z nich doprowadziło do znacznego wglądu w ewolucję tych bakterii, zarówno w laboratorium, jak i podczas ich długotrwałego stosowania w fermentacji żywności. Wiedza została rozwinięta na temat tego, jak reagują na ich środowiska i na specyficznych genów zaangażowanych w interakcje z gospodarzem.
11. Techniki zmiany ich genów mogą dać nam „lepsze” bakterie
Metody precyzyjnej zmiany specyficznych genów u bakterii kwasu mlekowego są opisane przez J.-P. van Pijkerena i Roberta Brittona i mogą pozwolić na wykorzystanie zgromadzonej wiedzy na temat genetyki i fizjologii tych bakterii do projektowania i rozwoju ulepszonych szczepów o lepszych właściwościach przemysłowych lub zwiększonej zdolności do promowania zdrowia.
12. Wszystkie te prace na ich temat są zebrane w jednym miejscu
Dwunastym i ostatnim powodem, aby czytać o tych fascynujących bakteriach jest to, że wszystkie te informacje są zebrane w jednym miejscu w naszym wydaniu specjalnym, więc naprawdę nie masz wymówki. Jedenaście prac zostało napisanych przez ekspertów w swoich dziedzinach i reprezentują one najnowszy stan wiedzy w tych ekscytujących tematach badawczych. Prace te zostały przedstawione na 11. Międzynarodowym Sympozjum Bakterii Kwasu Mlekowego (http://www.lab11.org/).