Mycobacterium smegmatis es un microorganismo común que, por varias razones, se ha convertido en una de las bacterias más importantes para el estudio biológico. Es fácil de cultivar y se reproduce rápidamente. No es patógeno para los humanos y otros animales. Su estructura básica y metabolismo son prototípicos de otras especies del género Mycobacterium, algunas de las cuales son agentes de enfermedades intratables y devastadoras. Si se pueden descubrir los secretos de M. smegmatis, algunas de las enfermedades más antiguas que aquejan a la humanidad podrían llegar a ser tratables algún día.
Las actinobacterias del phylum taxonómico se encuentran entre las formas de vida más comunes en la Tierra. La mayoría de las especies son aeróbicas, mezclan oxígeno con nutrientes orgánicos y, por lo tanto, a pesar de su tamaño unicelular, las actinobacterias son un vínculo vital en el ciclo del carbono del planeta. En el proceso respiratorio, producen metabolitos secundarios propios de cada especie. Estos compuestos naturales, incluidos los antibióticos ganadores del Premio Nobel, son de importancia médica y comercial.
La categoría de género mycobacterium se caracteriza por una concha «cerosa». En lugar de una membrana celular externa, los organismos de este grupo tienen una pared celular gruesa compuesta de lípidos o ácidos grasos. Esta capa protectora los hace hidrófobos, casi impermeables al agua y contribuye a su resistencia. Pueden sobrevivir a la exposición a ácidos, álcalis, detergentes e incluso ataques de antibióticos. Entre las especies patógenas, las dos micobacterias más notorias son parasitarias y responsables de las enfermedades tuberculosis y lepra.
Mycobacterium smegmatis es un bacilo no móvil, una bacteria en forma de bastón de 3-5 micrómetros de largo sin medios de locomoción. Crecen rápidamente en una colonia llamada biopelícula, duplicando la población a través de la división celular cada tres o cinco días. Se clasifican como bacterias Gram-positivas, con paredes celulares que absorben las manchas violetas estándar utilizadas en el trabajo de laboratorio. Toleran un amplio rango de temperaturas y prosperan en los sustratos más simples que al menos contienen nutrientes de nitrógeno, carbono y fósforo. Mycobacterium smegmatis es un organismo modelo, fácilmente manejable en un laboratorio.
Excepto en los casos más inusualmente comprometidos, Mycobacterium smegmatis es inofensivo. Si se ingiere o se introduce de otra manera en un cuerpo humano, normalmente se expulsa. Por el contrario, Mycobacterium tuberculosis puede ser mortal y contagioso para los humanos. En la medida en que M. smegmatis tiene estructuras celulares, particularmente la pared celular, que son similares a las de M. tuberculosis y otras especies, se ha convertido en el sustituto sustituto de la investigación de micobacterias.
Cuando se realizó la tecnología para secuenciar un genoma completo, entre los organismos en la parte superior de la lista de deseos se encontraban el Homo sapiens y Mycobacterium smegmatis. Completado en 2006, se descubrió que dos tercios de su ADN, de casi 7 millones de nucleótidos de largo, consistían en los pares de bases guanina y citosina. Alrededor del 90 por ciento del ADN ha sido codificado para más de 6,700 proteínas cuya suma conforma todo el organismo.
Desde 2006, se han producido microarrays capaces de leer rápidamente las desviaciones de la norma de los nucleótidos M. smegmatis. Además, las técnicas de manipulación del ADN, como la inserción de genes, la inactivación y los informes de expresión, han avanzado el estudio de laboratorio de los imperativos metabólicos de la bacteria. Como se sospecha, comparte más de 2,000 homólogos, secuencias de nucleótidos casi idénticas, con el genoma de la bacteria de la tuberculosis.
Una de las direcciones focales y más prometedoras de la investigación de laboratorio es interrumpir la biosíntesis de la pared celular protectora de Mycobacterium smegmatis, una táctica operativa de muchos antibióticos, incluida la penicilina. Otra área de estudio es determinar cómo M. smegmatis captura y transporta moléculas de fosfato libres de su entorno a través de su caparazón grueso y al interior de su célula, donde se requiere para la reproducción. Los científicos han comenzado a aplicar estos estudios hacia un posible tratamiento para la tuberculosis, la lepra y otras enfermedades causadas por uno de los tipos más comunes de microbios.