Dok se europski mediji i vlasti posljednjih dana uglavnom bave pitanjem odakle je, kako i zašto stigla smrtonosna verzija bakterije poznata kao STEC, neki su znanstvenici potražili odgovor na pitanje kako točno ovi mikrobi od prijatelja postaju opasni neprijatelji.

E. coli je prirodan stanovnik crijevne flore, a omiljeno stanište joj je debelo crijevo. Ona je naš prirodni saveznik i zaštitnik jer se odmah nakon rođenja širi crijevima i u njima popunjava mjesta na kojima bi se inače mogle nastaniti opasne bakterije. Osim toga, ona proizvodi vitamin K2 koji je važan za brojne funkcije tijela.

No poput mnogih drugih bezazlenih organizama i E. coli, ako stigne na krivo mjesto, može izazvati bolesti kao što je primjerice upala mokraćovoda. Nasreću, izvan tijela prilično brzo odumire, pa uglavnom ne uzrokuje probleme u okolišu. Ipak, njezina je nazočnost jasan pokazatelj kontaminacije fekalijama i znak za uzbunu sanitarnim inspekcijama.

No E. coli ne živi samo u ljudskim crijevima, već i u životinjskim. Stoga je za otkrivanje izvora kontaminacije – je li to kanalizacija ili neka stočna farma - neophodno provesti analizu njihove DNA. Međutim, tu postoji jedan problem koji se zove 'razmjena DNA'. Naime, bakterije, iako su jednostavni jednostanični organizmi, ponekad djeluju kao složena višestanična stvorenja zahvaljujući fascinantnoj sposobnosti da s drugim mikrobima, neovisno o soju ili vrsti, razmjenjuju male dijelove DNA. Za razliku od tzv. vertikalnog prijenosa gena u kojem djeca nasljeđuju mješavinu genetskih informacija svojih roditelja, ovaj se proces naziva horizontalnim prijenosom gena. U njemu bakterije, koje se često međusobno razlikuju koliko i čovjek i kokoš, dijele segmente DNA i nastavljaju se razmnožavati (što, primjerice, za konje i magarce nije moguće – dobivaju se neplodne mule ili mazge).

Bakterijski seks

Bakterije razmjenjuju DNA u tri različita procesa, međutim, znanstvenici smatraju da je 'njemačka' E. coli svoje opasne gene dobila kroz tzv. konjugaciju, odnosno 'bakterijski seks' (pogledajte ilustraciju desno - uvećajte je klikom).

U ovom 'spolnom činu' donor primatelju daje dio svoje DNA preko tzv. spolnih pila. Pili (lat. pilius – dlaka) su uglavnom ravne i čvrste tvorbe na površini bakterija kojima se one povezuju sa stanicama makroorganizama, ali i s drugim bakterijama, što omogućuje tzv. konjugaciju. Ovaj se odnos od klasičnog spolnog odnosa razlikuje po tome što umjesto dijeljenja polovice svojeg genoma s potomcima, bakterije primatelju, koji nije potomak, daju tek mali dio DNA. Zanimljivo je da ovaj djelić DNA zapravo uopće nije sadržan u bakterijskom genomu – to je mali krug vankromosomske DNA koji se naziva plazmid. Plazmidi ne sadrže nijedan od stotina temeljnih gena neophodnih za život već skupinu dodatnih gena koji mogu biti korisni u određenim okolnostima, primjerice u razvoju otpornosti na neki antibiotik.

Smrtonosni toksin

Bakterije su odlični sakupljači plazmida jer nisu izbirljive u odluci koje će dijelove DNA preuzeti niti od koga će je pokupiti. Tako dobroćudne crijevne E. coli u opasnom scenariju mogu preuzeti gene koji će ih pretvoriti u smrtonosne neprijatelje domaćina. Jedan takav plazmid bakteriji daje nacrt, odnosno informacije za stvaranje otrova kakav ima patogena bakterija Shigella dysenteriae.

Shigellin otrov obično napada mukozne membranske stanice u crijevima, plućima i bubrezima, što najčešće izaziva njihovo masovno odumiranje i obilno krvarenje, odnosno opasne bolesti kao što su dizenterija, hemoragični kolitis ili hemolitičko-uremički sindrom, koje mogu biti smrtonosne. Znanstvenici su otkrili da je soj bakterije koji hara Njemačkom tzv. STEC, odnosno E. coli koja stvara Shiga toksin.

Izvor zaraze - zagađena voda

Odakle je stigao ovaj opasan soj? Tragovi istrage vode do proizvođača povrća u Španjolskoj. Naravno, povrće je samo njegov prijenosnik, a pravi izvor je stoka u kojoj bakterija nesmetano živi. Veliki razmjeri zagađenja ukazuju na to da je najvjerojatnije došlo do kontaminacije podzemnih voda. Moguće je da se ona slila iz stočarskih posjeda smještenih uzvodno od farmi uzgajivača povrća.