Escherichia coli (E. coli)

E. coli'nin Bilimsel Terminolojisi

E.coli seçici aneorop bir bakteridir. Yani bulunduğu ortamın oksijeni olduğunda oksijen tüketerek çoğalır. Ortamda oksijen yoksa oksjensiz solunum yaparak çoğalır. E. coli normal bağırsak florasına, biyolojik sınıflandırmada da bağırsaklarda yaşayan bakterilerden oluşan  enterik bakteriler ailesinde yer alır. Bakteri çubuk şeklinde olup, boyutları 1-2 µm (mikrometre) uzunluğunda ve 0.1-0.5 µm çapındadır. E. coli gram-negatif bir bakteridir. Bu yüzden dolayıdır ki endospor oluşturmaz, pastörizasyon veya kaynatma ile ölür. Memeli hayvanların bağırsaklarında büyümeye adapte olmuş olduğu için  en iyi vücut sıcaklığında çoğalır.

Bilimsel Sınıflandırma
Âlem	Eubacteria
Şube	Proteobacteria
Sınıf	Gamma Proteobacteria
Takım	Enterobacteriales
Familya	Enterobacteriaceae
Cins	Escherichia
Tür	E. coli

E. coli'nin Bulunuşu ve İsimlendirilmesi

1880’ler de bebek ishali Avrupa Şehirlerinde şiddetlendi ve yüzlerce bebeği öldürdü. Diğer hekimler gibi Avusturyalı Pediatrist Theodore von Escherich hastalarını kurtarmak için didindi ve hastalığın nedenini buldu. Bir hastalık söz konusu ise bu hastalıktaki rolleri hakkında hiçbir fikri olmadan dışkı örneklerinde çeşitli bakteriler buldu. 1885’te von Escherich bebek sindirim sisteminde baskın olan 19 bakteriyi tanımlayan tıbbî bir makale yayımladı. Özellikle bir tanesi sürekli ve çok sayıda görülüyordu. Escherich (dikkat çekici bir yaratıcılık yoksunluğuyla) bu bakteriye, “Bacterium coli commune” yani “yaygın bağırsak bakterisi” adını verdi. 1958’de bakteriye bulucusunu onurlandırmak adına “Escherichia coli” adı verildi. 

E. coli'nin Hikâyesi

E. coli sindirim aktivitelerine zorunlu anaeroplar gibi karışmaz, fakat oksijeni olduğu zaman kullanan, olmadığında ise oksijensiz yaşayabilen bir seçmeli anaerop olduğu için onun görevi; anaerobik bakterilerin gelişmesi için ortamda bulunan oksijeni bitirmektir. von Escherich muhtemelen E. coli’nin laboratuvar kültürlerinde fazla miktarlara çabuk ulaştığını görmüştü. Tür çok çeşitli besinlerle gelişiyor ve çimlendirmeye gerek duymuyordu. Sindirim kanalındaki zorunlu anaeroplar, E. coli’nin 10 saatte ulaştığı yoğunluğa üç gün ya da daha fazla zamanda ulaşırlar. Asrın sonuna doğru, doktorlar hâlâ bebek ishali problemini çözememişlerdi. Bebek ishali bugün hâlâ dünya çapında yaşanan bebek ölümlerinin önemli bir nedeni olmaya devam etmektedir. Yine de E. coli’nin yetişkinlerdeki bağırsak rahatsızlıklarını iyileştirmede işe yarayabileceği düşündüler. 

Freiburg, Almanya da hekim Alfred Nissle E. coli’yi ishal, karın ağrısı ve mide bulantısı gibi bağırsak problemlerinde kullanmaya karar verdi. “Bakteri Terapisi” adı verilen bu yöntemle Nissle, hasta bir insana yaşayan E. coli vererek bağırsaktaki patojen mikropları uzaklaştırabileceğini düşündü. Nissle, 1915’ten 1917’ye kadar çeşitli E. coli nesillerinin karışımını pedri kaplarında tifoya neden olan Salmonella’ya karşı test etti. Bu karışım Salmonella’nın etkisini azalttığında onu başka patojenlerde deniyordu. Sonunda Nissle, en güçlü E. coli nesillerinden oluştuğuna karar verdiği bir kokteyl buldu ve dikkate değer bir cesaret ile bu karışımı içti. Hiçbir zararlı etki görmeyince Nissle, önemli bir tıbbî buluşun eşiğinde olduğunu hissetmişti. 

Nissle, E. coli deneylerine devam ederken tüm Avrupa’da olduğu gibi Birinci Dünya Savaşı’na katılan Alman Ordusu da şiddetli bir dizanteri ile boğuşuyordu. Kirli su, kötü gıdalar ve yorgunluk sivillerle beraber siperlerdeki askerleri de zayıf düşürmüştü. 1917’de Nissle, laboratuvarındaki nesillerden daha fazla işe yarayacak süper E. coli’yi bulmak için sahra hastanelerine gitti. Bir çadırda, birden fazla yerinden yaralanmış, fakat etrafındaki herkes ishalle boğuşurken ona bir şey olmamış bir asker gördü. Nissle askerden bir miktar E. coli kültürü aldı ve Freiburg’a geri döndü. Alfred Nissle bu özel E. coli’yi tüplerde yetiştirdi ve sonra jelatin kapsüllere döktü. Tüm ordunun ihtiyacını karşılama işi Nissle’yi bunaltırken, üretimi Danziang’taki bir firmaya devretti. Yeni antidemokratik (ishal önleyici) kapsüllerin adı Mutaflor’du. 1945’te Avrupa’da meydana gelen savaş zamanı karmaşası Nissle’yi üretimi durdurmaya zorladı, fakat Mutaflor üretimi hiçbir zaman durmadı. Mutaflor piyasada hâlâ sindirim problemleri için prebiyotik (bağırsaktaki bazı bakterilerin gelişimini arttıran madde) tedavi amacıyla kullanılmaktadır. Ürün, Nissle’nin 1917 yılında savaş alanında elde ettiği süper mikrop klonlarından üretilen “E. coli Nissle 1917” yi içermektedir. Nissle’nin, Alman Mikroorganizmalar Koleksiyonu’na sunduğu asıl nesli hâlâ Braunschweing’daki arşivde saklanıyor.

E. coli ile Nobel'e

1922’de Stanford Üniversitesi’nde mikrobiyologlar hızlı gelişen ve enteresan bir özelliği olan yeni bir E. coli nesli tespit ettiler. Bu nesil insanlarda hastalığa neden olmuyordu. Bu nesil laboratuvarlarda “K12” olarak isimlendirildi. K-12, eğitim ve araştırma laboratuvarlarında klasikleşti ve Stanford Üniversitesi tarafından diğer üniversiteler tarafından paylaşıldı. Nobel ödüllü Jashua Lederberg ve Edward Tatum genlerin nasıl bilgi taşıdığını ve organizmaların bu bilgiyi nasıl değiş tokuş ettiği üzerine çalışmalarına başladıklarında K-12’yi tercih ettiler. İlk K-12 deneylerinden beri bu bakterinin 3000’den fazla farklı mutandı hücre metabolizması, fizyoloji ve gen çalışmalarında kullanıldı. İlk bakteri genom dizilim çalışmalarından biri K-12 üzerineydi. K-2’nin, 4377 geninin tamamlanmış dizilimi 1997 yılında yayımlandı. Geçtiğimiz 50 yıldı çoğu K-12 olan E. coli çalışmalarının 14 tanesi Nobel Ödülü aldı.

Yazar: Selçuk Dikici