Clostridium botulinum –bakteeri tuottaa voimakkainta tunnettua myrkkyä, botulinumneurotoksiinia, joka esimerkiksi ruuan mukana nieltynä aiheuttaa ihmiselle ja eläimille henkeä uhkaavaa neliraajahalvausta, botulismia.
Ruokaan sitä joutuu joskus ympäristöstä, jossa sitä esiintyy paikoitellen runsaastikin kestävinä itiöinä. Itiöt selviytyvät elintarviketeollisuuden prosesseista ja saattavat itää myrkyllisiksi kasvustoiksi pakatuissa ruuissa jopa jääkaappilämpötiloissa.
Pelkästään Euroopan Unionin alueella tautiin sairastuu satakunta ihmistä vuodessa.
Helsingin yliopiston eläinlääketieteellisessä tiedekunnassa tutkijana toimiva David Kirk selvittää väittelee aiheesta ensi perjantaina. Hän selvittää väitöskirjatutkimuksessaan C. botulinumin itiömuodostuksen säätelymekanismeja sekä sitä, miten itiöityminen on yhteydessä bakteerin selviytymiseen kylmässä. Kirkin tutkimus auttaa ymmärtämään C. botulinum –bakteerin itiömuodostusta elintarvikkeissa ja auttaa osaltaa taltuttamaan bakteerin aiheuttamia elintarviketurvallisuusriskejä.
Kirk kuvaa tutkimuksessaan itiöitymiseen liittyvien geenien ilmentymistä säätelevien sigmatekijöiden toimintaa C. botulinum kasvun ja itiöitymisen sekä toisaalta bakteerin elintarvikkeiden säilönnässä käytettyjä keinoja, kuten suolaa ja kylmää lämpötilaa, jotka ovat bakteerille stressaavia olosuhteita.
Tutkimuksessa kehitettiin myös C. botulinumin geeni-ilmentymisen tutkimiseen soveltuva testi. Vaikka bakteeri-itiöiden merkitys elintarvikkeiden turvallisuuden ja laadun kannalta on erittäin suuri, C. botulinumin ja monien muiden ruokamyrkytysbakteerien itiöitymisen mekanismit on tunnettu huonosti. Kirk havaitsi, että mekanismit olivat pääpiirteiltään samankaltaiset kuin itiöitymisen mallilajissa, Bacillus subtiliksessa, mutta ns. sigmatekijöiden* toiminta C. botulinumissa poikkesi mallilajista olennaisesti.
Havainnolla saattaa olla merkitystä kehitettäessä esimerkiksi geenimerkkejä itöitymisen tutkimiseksi.
C. botulinum -itiöt saattavat itää myrkyllisiksi kasvustoiksi jopa bakteerille stressaavissa olosuhteissa, kuten suola-, pH- ja kylmästressissä, joita yleisesti käytetään elintarvikkeiden säilönnässä. Kirk osoitti ensimmäistä kertaa, että yksi itiöitymistä säätelevistä sigmatekijöistä sääteli myös stressivastetta.
Tämän sigmatekijän on sukulaislajeilla osoitettu myös säätelevän toksiinituotantoa. Havainnot osoittavat, että itiöityminen, bakteerin stressivaste ja toksiinituotanto, jotka muodostavat bakteerin kannalta erittäin tehokkaan strategian lajin säilymisen näkökulmasta, ovat uudella tavalla geneettisesti kytkettyjä. Havainnoilla on tärkeä merkitys uudenlaisten ja entistä tarkempien elintarviketurvallisuuden arviointi- ja hallintamenetelmien kehittelyssä.
David Kirkin väitöstkija “Alternative sigma factors F, E, G, and K in Clostridium botulinum sporulation and stress response” on saatavina elektronisessa muodossa netissä.
* Sigmatekijät ovat proteiineja, jotka toimivat RNA-synteesin aloituksessa tunnistamalla geenien säätelyalueet. Eri sigmatekijät tunnistavat eri geenien säätelyalueet ja vaikuttavat siten geenien ilmenemisessä tapahtuviin muutoksiin solun aineenvaihdunnan tarpeiden mukaan
Teksti perustuu Helsingin yliopiston lähettämään tiedotteeseen. Otsikkokuvan on ottanut David Kirk.
