Bacteroides thetaiotaomicron ist eine Bakterienart aus der Gattung Bacteroides und ist wie alle Spezies in dieser Gattung gramnegativ, obligat anaerob und nicht sporenbildend.
Bacteroides thetaiotaomicron ist ein gramnegatives und anaerobes Bakterium, das die Darmflora der meisten Säugetiere dominiert. Es ist ein mesophiler Mikroorganismus (Temperaturoptimum 37 °C).
Die vom Genom codierten Proteine ermöglichen das Aufnehmen von sonst unverdaulichen Polysacchariden und deren Hydrolyse. Es stellt dabei dem Wirt gleichzeitig metabolische Fähigkeiten zur Verfügung, die dessen Genom nicht zulässt. Die Glycosylhydrolasen und kohlenhydratbindenden Proteine auf der Zelloberfläche beziehungsweise im Periplasma der äußeren Zellmembran führen zu der Fähigkeit, auf äußere Signale der Umgebung durch Signaltransduktion zu reagieren, dies ergibt einen Vorteil gegenüber anderen Organismen in der Darmflora, die diese Fähigkeit nicht besitzen. Des Weiteren ist das Bakterium fähig, im Wirtsorganismus die Angiogenese während der postnatalen Entwicklung des Darms zu stimulieren und so dessen Fähigkeit zur Aufnahme von Nährstoffen zu verbessern. Durch die Manipulation der Genexpression beim Wirt ist es in der Lage, beispielsweise die Synthese von verschiedenen Glykanen des Darmepithels zu beeinflussen, einschließlich derer, die eine terminal alpha-verlinkte Fucose besitzen und dadurch von seinen eigenen alpha-Fucosidasen abgeerntet werden können. Dies geschieht jedoch nur dann, wenn B. thetaiotaomicron einen nicht ausreichenden Fucosespiegel in seiner Umgebung wahrnimmt und so sein eigenes Überleben sichern muss. Das so induzierte Vorhandensein von Nährstoffen nutzen andere Organismen ebenfalls aus, wobei sich alle Darmbakterien auch stets durch Tarnung vor der adaptiven Immunantwort des Wirtes schützen müssen. Zusammenfassend bestehen diese hochentwickelten Strategien von B. thetaiotaomicron in der Wahrnehmung seiner örtlichen Umgebung, der Verstoffwechselung von Polysacchariden, sowie der Manipulation der Genexpression des Wirtes, die zu einer beidseitig vorteilhaften Symbiose führen.
Sein 6,26 Megabasen großes Genom codiert für 4802 Proteine, die es dem Bakterium ermöglichen, ansonsten unverdauliche Polysaccharide aufzunehmen und diese zu hydrolysieren. Von den 4802 vorhergesagten Proteinen haben mutmaßlich 58 % Funktionen, die auf Homologien zu anderen Proteinen basieren, 18 % weisen Homologien zu Proteinen unbekannter Funktion auf, während 23,4 % keine feststellbare Homologie zu bekannten Proteinen besitzen. Die größten paralogen Gruppen sind bei der Aufnahme und Verdauung von Polysacchariden (z. B. Amylose, Amylopektin und Pullulan) beteiligt, beispielsweise in Form von Glycosylhydrolasen und kohlenhydratbindenden Proteinen auf der Zelloberfläche. Das Vorhandensein von extrazellulär funktionellen Sigmafaktoren in Genclustern, welche für Glycosylhydrolasen und andere zuckerverdauende Enzyme kodieren, lässt vermuten, dass diese abhängig von physiologischen Stimuli der Umgebung reguliert werden.
Bacteroides thetaiotaomicron ist das zweithäufigste infektiöse anaerobe gramnegative Bakterium[1]. B. thetaiotaomicron ist ein opportunistischer Erreger, der häufig mit Peritonitis, Sepsis und Wundinfektionen in Verbindung steht. B. thetaiotaomicron kann sehr schwere Infektionen verursachen, wie z. B. intraabdominale Sepsis und Bakteriämie. Durch die Resistenz gegenüber antimikrobiellen Substanzen ist es von großer Bedeutung B. thetaiotaomicron in klinischen Proben zu identifizieren und zu bekämpfen.
Bacteroides thetaiotaomicron gehört zur normalen Bakterien-Flora des Menschen und dominiert diese sogar. Es handelt sich hierbei also nicht um einen typischen Umweltkeim.
Bacteroides thetaiotaomicron ist eine Bakterienart aus der Gattung Bacteroides und ist wie alle Spezies in dieser Gattung gramnegativ, obligat anaerob und nicht sporenbildend.
Bacteroides thetaiotaomicron (formerly Bacillus thetaiotaomicron) is a species of bacterium of the genus Bacteroides. It is a gram-negative obligate anaerobe. It is one of the most common bacteria found in human gut microbiota and is also an opportunistic pathogen. Its genome contains numerous genes specialized in digestion of polysaccharides. It is often used in research as a model organism for functional studies of the human microbiota.[1]
Bacteroides thetaiotaomicron was first described in 1912 under the name Bacillus thetaiotaomicron and moved to the genus Bacteroides in 1919.[2] It was originally isolated from adult human feces.[3] The specific name derives from the Greek letters theta, iota, and omicron; the List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature indicates this as "relating to the morphology of vacuolated forms".[2] The name is used as an example of an "arbitrary" species name in the International Code of Nomenclature of Prokaryotes.[4][5]
The genome of B. thetaiotaomicron was sequenced in 2003. It is 6.26 megabases in length, but has a relatively small number of distinct genes, due to many genes coding for proteins that are unusually large compared to other prokaryotes.[3] This genomic feature is shared with another member of the genus with a similar lifestyle, Bacteroides fragilis.[6] The genome is notable for containing very large numbers of genes associated with breaking down polysaccharides, including glycoside hydrolases and starch binding proteins.[3][6] The genome also contains large numbers of genes encoding proteins involved in sensing and responding to the extracellular environment, such as sigma factors and two-component systems.[3][7][8] The B. thetaiotaomicron genome also encodes a large number of small non-coding RNAs,[1] though few have been characterized to date.
Bacteroides thetaiotaomicron is capable of metabolizing a very diverse range of polysaccharides. Its complement of enzymes for hydrolysis of glycosidic bonds is among the largest known in prokaryotes, and it is thought to be capable of hydrolyzing most glycosidic bonds in biological polysaccharides.[6] As a component of the human gut flora, it can use both dietary carbohydrates and those sourced from the host, depending on nutrient availability.[9]
Although it is considered an obligate anaerobe, B. thetaiotaomicron is aerotolerant and can survive, but not grow, when exposed to oxygen. It expresses a number of proteins that scavenge reactive oxygen species such as hydrogen peroxide when exposed to air.[10]
Bacteroides thetaiotaomicron is one of the most common components of the human gut flora. In a long-term study of Bacteroides species in clinical samples, B. thetaiotaomicron was the second most common species isolated, behind Bacteroides fragilis.[11] B. thetaiotaomicron is considered commensal or symbiotic.[3][6] However, it is also an opportunistic pathogen and can infect tissues exposed to gut flora.[10] Its polysaccharide-metabolizing abilities make it a food source for other components of the microbiome. For example, while B. thetaiotaomicron expresses sialidase enzymes, it cannot catabolize sialic acid; as a result its presence increases the free sialic acid available for other organisms in the gut. These interactions can contribute to the growth of pathogenic bacteria such as Clostridium difficile, which uses sialic acid as a carbon source.[12] Similar interactions can cause B. thetaiotaomicron to exacerbate pathogenic E. coli infection.[13]
Bacteroides thetaiotaomicron (formerly Bacillus thetaiotaomicron) is a species of bacterium of the genus Bacteroides. It is a gram-negative obligate anaerobe. It is one of the most common bacteria found in human gut microbiota and is also an opportunistic pathogen. Its genome contains numerous genes specialized in digestion of polysaccharides. It is often used in research as a model organism for functional studies of the human microbiota.
Bacteroides thetaiotaomicron es una bacteria anaerobia Gram-negativa que reside y domina el tracto intestinal humano. Se compone de un proteoma que contiene los medios estructurales para hacer entrar e hidrolizar dentro de la bacteria los polisacáridos no digeribles, así como un mecanismo de detección medioambiental (sensing) que consiste en proteínas de membrana externa.
Inicialmente se aisló de materia fecal.
Bacteroides thetaiotaomicron tiene una gran importancia en términos de estudio bacteria-hospedador en el intestino humano debido a sus relaciones simbióticas en él, así como por sus habilidades digestivas y su potencial de romper los enlaces de los polisacáridos de los vegetales digeridos.
Su contribución al desarrollo postnatal del intestino,a la fisiología del hospedador y las capacidades metabólicas que provee al hospedador son algunos de los beneficios significativos que transmite.
Sin embargo es también una bacteria anaeróbica patógena clave pues tiene un potencial extremo de causar enfermedad y es también resistente a los antibióticos, lo cual la hace de interés clínico.
Bacteroides thetaiotamicron se compone de un genoma de 6.26 Mb y contiene 4776 genes que codifican proteínas.El genoma se presenta como un cromosoma circular de DNA de doble cadena.El contenido de G+C de esta bacteria ronda el 42.8 % y el 90% del genoma está involucrado en codificar proteínas esenciales en la unión e importación de diferentes polisacáridos.
Además , Bacteroides thetaiotaomicron contiene un plásmido circular (p5482) que tiene 33.038 pb de longitud y que contiene 38 genes que codifican para 38 proteínas cuya función principal está en el sensing ambiental. El contenido de G+C del plásmido es de un 47.2% y el 83% del genoma está implicado en codificar para proteínas.[1] Este plásmido de 33 Kb es uno de los distintos tipos de elementos genéticos móviles, que incluye 63 transposasas y cuatro homólogos del transposon conjugativo CTnDOT. La amplia gama de hospedadores de CTnDOT así como la presencia de CTn conduce a la teoría de que la microevolución podría ocurrir mediante la transferencia de DNA entre B.thetaiotaomicron y otras formas de bacteria residentes en el intestino humano.
Otras características interesantes de B.thetaiotaomicron es que una larga porción de su genoma está involucrada en la recogida y la metabolización de los polisacáridos de la dieta.La co-localización de los genes implicados en el metabolismo de los polisacáridos junto a factores sigma de tipo ECF (importantes en la detección de señales ambientales permiten a B thetaiotaomicron coordinar la disponibilidad de nutrientes con la expresión de estos genes específicos.)
Bacteroides thetaiotaomicron es un anaerobio estricto y un importante endosimbionte del intestino humano.La bacteria usa varios polisacáridos como fuente de carbono y energía.B.thetaiotaomicron es capaz de usar amilosa, amilopectina y pululano (todos tres formas de almidón)además de maltooligosacáridos.
Así, el organismo digiere materiales complejos de vegetales que las enzimas humanas no pueden digerir,y esto produce una contribución importante a las calorías absorbidas.
Un paso importante en el metabolismo de los polisacáridos que realiza B.thetaiotaomicron implica su unión a la superficie celular antes de someterse a hidrólisis. Esto permite el secuestro eficiente de productos de hidrólisis.Las enzimas asociadas a la célula son responsables de hidrolizar los polisacáridos a pequeños fragmentos que son digeribles fácilmente.
Esta unión y escisión del sustrato ocurre bien antes o bien durante la translocación al periplasma.El complejo multiproteico asociado a la membrana externa involucrado en este proceso de digestión separa la unión de sustrato y la hidrólisis usando diferentes proteínas para cada tarea
La estructura del sistema específico para el uso de almidón en B.thetaiotaomicron comprende siete genes estructurales sus (genes de uso de almidón) que van de sus A a susG.Muchos de estos genes codifican proteínas involucradas en la unión e hidrólisis de almidón ,y están separados en dos segmentos transcripcionales (susA y susB a susG respectivamente)
La maltosa, así como oligómeros más grandes que provienen del almidón son importantes en la regulación de la expresión de estos genes estructurales, pues solo son expresados en su presencia.
La expresión de los genes sus es regulada por las proteínas regiladores SusR y MalR, las cuales son siempre expresadas con independencia de señales ambientales. Estos dos regulones conforman todos los genes necesitados para crecer en almidón y maltotriosa
Bacteroides thetaiotaomicron es un componente mayoritario del intestino adulto y ha sido utilizado como modelo para el estudio de la simbiosis entre bacterias y humanos .Su función metabólica para con el humano es degradar polisacáridos vegetales una capacidad esencial para el intestino humano.
Además es muy importante durante la transición postnatal entre la leche materna y la dieta dura, consistente en almidones vegetales.
Se ha encontrado una angiogénesis (creación de nuevos vasos sanguíneos a partir de los existentes estimulada en los intestinos debido a una señal microbiana detectada por las células de Paneth.)
B thetaiotaomicron beneficia a su huésped proveyéndole de la suficiente habilidad absortiva de los nutrientes que el microbio ayuda a procesar.
Otro proceso de desarrollo postnatal en el intestino mediado por Bacteroides thetaiotaomicron es la formación de la barrera mucosa intestinal, que protege al huésped de la invasión de patógenos a través de la regulación de la expresión de proteínas antibióticas específicas de especie. Patología
Bacteroides thetaiotaomicron es una bacteria anaerobia Gram-negativa que reside y domina el tracto intestinal humano. Se compone de un proteoma que contiene los medios estructurales para hacer entrar e hidrolizar dentro de la bacteria los polisacáridos no digeribles, así como un mecanismo de detección medioambiental (sensing) que consiste en proteínas de membrana externa.
Bacteroides thetaiotaomicron (anciennement Bacillus thetaiotaomicron) est une espèce de bactéries du genre Bacteroides. Il s'agit d'un anaérobe obligatoire gram-négatif. C'est l'une des bactéries les plus courantes du microbiote intestinal humain et c'est aussi un pathogène opportuniste. Son génome contient de nombreux gènes spécialisés dans la digestion des polysaccharides. Elle est souvent utilisée dans la recherche comme organisme modèle pour les études fonctionnelles du microbiote humain[2].
Bacteroides thetaiotaomicron a été décrit pour la première fois en 1912 par Arcangelo Distaso (d) sous le nom de Bacillus thetaiotaomicron et a été classé sous le genre Bacteroides en 1919 par Aldo Castellani (d) et Albert John Chalmers (d)[3]. Il a été isolé à l'origine à partir de matières fécales d'adultes humains[4]. La dénomination spécifique dérive des lettres grecques thêta, iota et omicron ; la « List of Prokaryotic names with Standing in Nomenclature » l'indique comme « relatif à la morphologie des formes vacuolées »[3]. Ce nom est utilisé comme exemple de nom d'espèce « arbitraire » dans le Code international de nomenclature des procaryotes[5],[6].
Le génome de B. thetaiotaomicron a été séquencé en 2003. Il a une longueur de 6,26 paire de bases, mais comporte un nombre relativement faible de gènes distincts, en raison de nombreux gènes codant pour des protéines de taille inhabituelle par rapport aux autres procaryotes[4]. Cette caractéristique génomique est partagée avec un autre membre du genre ayant un mode de vie similaire, Bacteroides fragilis[7]. Le génome est notable parce qu'il contient un très grand nombre de gènes associés à la décomposition des polysaccharides, notamment des glycoside hydrolases et des protéines de liaison de l'amidon[4],[7] Le génome contient également un grand nombre de gènes codant pour des protéines impliquées dans la détection et la réponse à l'environnement extracellulaire, comme les facteurs sigma et les systèmes à deux composants[4],[8],[9] Le génome de B. thetaiotaomicron code également un grand nombre de petits ARN non codants[2], bien que peu aient été caractérisés à ce jour.
B. thetaiotaomicron est capable de métaboliser une gamme très diverse de polysaccharides. Son complément d'enzymes pour l'hydrolyse des liaisons osidique est parmi les plus importants connus chez les procaryotes, et on pense qu'il est capable d'hydrolyser la plupart des liaisons glycosidiques dans les polysaccharides biologiques[7]. En tant que composant de la flore intestinale humaine, il peut utiliser les glucides alimentaires et ceux provenant de l'hôte, selon la disponibilité des nutriments[10].
Bien qu'il soit considéré comme un anaérobie obligatoire, B. thetaiotaomicron est aérotolérant et peut survivre, mais pas se développer, lorsqu'il est exposé à l'oxygène. Il est capable d'exprimer un certain nombre de protéines qui piègent les espèces réactives de l'oxygène telles que le peroxyde d'hydrogène lorsqu'il est exposé à l'air[11].
B. thetaiotaomicron est l'un des composants les plus courants de la flore intestinale humaine. Dans une étude à long terme des espèces de Bacteroides dans les échantillons cliniques, B. thetaiotaomicron était la deuxième espèce la plus fréquemment isolée, derrière Bacteroides fragilis[12]. B. thetaiotaomicron est considéré comme commensal ou symbiotique[4],[7]. Cependant, il s'agit également d'un pathogène opportuniste qui peut infecter les tissus exposés à la flore intestinale[11]. Ses capacités de métabolisation des polysaccharides en font une source de nourriture pour d'autres composants du microbiome. Par exemple, bien que B. thetaiotaomicron exprime des enzymes neuraminidase, elle ne peut pas cataboliser l'acide sialique ; en conséquence, sa présence augmente l'acide sialique libre disponible pour les autres organismes de l'intestin. Ces interactions peuvent contribuer à la croissance de bactéries pathogènes telles que Clostridium difficile, qui utilise l'acide sialique comme source de carbone[13]. Des interactions similaires peuvent amener B. thetaiotaomicron à accentuer une infection pathogène à E. coli[14].
Selon NCBI (20 août 2021)[15] :
Bacteroides thetaiotaomicron (anciennement Bacillus thetaiotaomicron) est une espèce de bactéries du genre Bacteroides. Il s'agit d'un anaérobe obligatoire gram-négatif. C'est l'une des bactéries les plus courantes du microbiote intestinal humain et c'est aussi un pathogène opportuniste. Son génome contient de nombreux gènes spécialisés dans la digestion des polysaccharides. Elle est souvent utilisée dans la recherche comme organisme modèle pour les études fonctionnelles du microbiote humain.
