Mycobacterium smegmatis è un microrganismo comune che, per una serie di ragioni, è diventato uno dei batteri più importanti per lo studio biologico. È facile da coltivare e si riproduce rapidamente. Non è patogeno per l’uomo e altri animali. La sua struttura di base e il suo metabolismo sono prototipici di altre specie del genere Mycobacterium, alcune delle quali sono agenti di malattie intrattabili e devastanti. Se i segreti di M. smegmatis possono essere svelati, alcune delle più antiche malattie da tormentare l’umanità potrebbero un giorno diventare curabili.
Gli actinobatteri tassilici del phylum sono tra le forme di vita più comuni sulla Terra. La maggior parte delle specie sono aerobiche, mescolando ossigeno con sostanze nutritive organiche e quindi, nonostante le loro dimensioni a cellula singola, gli attinobatteri sono un anello vitale nel ciclo del carbonio del pianeta. Nel processo respiratorio, producono metaboliti secondari peculiari di ogni specie. Questi composti naturali, compresi gli antibiotici vincitori del premio Nobel, sono di significato medico e commerciale.
La categoria del genere micobatterio è caratterizzata da un guscio “ceroso”. Invece di una membrana cellulare esterna, gli organismi di questo gruppo hanno una spessa parete cellulare composta da lipidi o acidi grassi. Questo strato protettivo li rende idrofobici, quasi impermeabili all’acqua, e contribuisce alla loro robustezza. Possono sopravvivere all’esposizione ad acidi, alcali, detergenti e persino aggressioni antibiotiche. Tra le specie patogene, i due micobatteri più famosi sono parassiti e responsabili delle malattie della tubercolosi e della lebbra.
Mycobacterium smegmatis è un bacillo non mobile, un batterio a forma di bastoncino di 3-5 micrometri lungo senza alcun mezzo di locomozione. Crescono rapidamente in una colonia chiamata biofilm, raddoppiando la popolazione attraverso la divisione cellulare ogni 3-5 giorni. Sono classificati come batteri Gram-positivi, con pareti cellulari che assorbono le normali macchie viola utilizzate nel lavoro di laboratorio. Tollera una vasta gamma di temperature e prospera sul substrato più semplice che contiene almeno azoto, carbonio e fosforo. Mycobacterium smegmatis è un organismo modello, facilmente gestibile in laboratorio.
Tranne nei casi più insolitamente compromessi, Mycobacterium smegmatis è innocuo. Se ingerito o altrimenti introdotto in un corpo umano, viene normalmente espulso. Al contrario, Mycobacterium tuberculosis può essere sia mortale che contagiosa per l’uomo. Nella misura in cui M. smegmatis ha strutture cellulari, in particolare la parete cellulare, che sono simili a quelle della M. tubercolosi e di altre specie, è diventato il sostituto sostitutivo della ricerca micobatterica.
Quando fu realizzata la tecnologia per sequenziare un genoma completo, tra gli organismi in cima alla lista dei desideri c’erano Homo sapiens e Mycobacterium smegmatis. Completato nel 2006, due terzi del suo DNA, lungo quasi 7 milioni di nucleotidi, sono stati scoperti costituiti dalle coppie di basi guanina e citosina. Circa il 90 percento del DNA è stato codificato per oltre 6.700 proteine ??la cui somma costituisce l’intero organismo.
Dal 2006 sono stati prodotti microarray in grado di leggere rapidamente le deviazioni dalla norma dei nucleotidi M. smegmatis. Inoltre, le tecniche di manipolazione del DNA come l’inserimento genico, l’inattivazione e la segnalazione dell’espressione hanno avanzato lo studio di laboratorio sugli imperativi metabolici dei batteri. Come sospettato, condivide oltre 2.000 omologhi, sequenze di nucleotidi quasi identici, con il genoma dei batteri della tubercolosi.
Una delle direzioni focali e più promettenti della ricerca di laboratorio è quella di interrompere la biosintesi della parete cellulare protettiva di Mycobacterium smegmatis, una tattica operativa di molti antibiotici, inclusa la penicillina. Un’altra area di studio è determinare come M. smegmatis cattura e trasporta molecole di fosfato libere dal suo ambiente attraverso il suo guscio spesso e nel suo interno cellulare, dove è richiesto per la riproduzione. Gli scienziati hanno iniziato ad applicare questi studi verso un potenziale trattamento per la tubercolosi, la lebbra e altre malattie causate da uno dei più comuni tipi di microbi.