Bakterie to wszechobecne organizmy prokariotyczne, które są w  stanie kolonizować większość środowisk. Żyją w skomplikowanych strukturach zwanych mikrobiomami. Cyjanobakterie to samożywne organizmy, dawniej  zaliczane do roślin, a obecnie do organizmów prokariotycznych. Przypisuje się im zmiany geochemiczne ziemi oraz produkcje tlenu jako ubocznego produktu fotosyntezy. Bakterie te odpowiedzialne były za dotlenienie atmosfery, jednak historia tej gromady nie jest do końca poznana.

W jelicie ludzkim oraz w wielu źródłach wodnych znaleziono mikroorganizmy mocno ewolucyjnie powiązane z gromadą Cyjanobakteria. Bakterie te nie zostały dotąd szczegółowo opisane, ze względu na brak możliwości wyhodowania ich poza środowiskiem naturalnego bytowania. Naukowcy z Uniwersytetu w Cornell, Uniwersytetu w Kaliforni (USA) oraz z King’s College w Londynie (UK) użyli nowoczesnej metody sekwencjonowania i otrzymali całkowity genom bakterii, którą opisano i zgrupowano do gromady Melainabakterii.

Nowo odkryte Melainabakterie biorą udział w procesie trawienia w jelitach większości ssaków. W większej liczbie występują u roślinożernych ssaków oraz u wegetarian. Melainabakterie przeprowadzają fermantację w jelicie, co skutkuje wydzielaniem wodoru jako produktu ubocznego. Akumulacja tego pierwiastka powoduje jednak zahamowanie fermentacji.  Stąd spekulacje naukowców, że Melainabakterie potrzebują do współpracy innej bakterii, która będzie w stanie wykorzystać wodór, obniżając jego stężenie w jelicie. Z tego powodu otrzymanie czystej kultury Melainabakterii w laboratorium nie było jak dotychczas możliwe.

Tak jak Cyjanobakterie, Melainabakterie mają dwie membrany otaczające komórkę. Dzięki analizie sekwencji Melainabakterii naukowcy określili jej możliwości metaboliczne. Zarówno Melainabakterie jak i Cyjanobakterie mają zdolność do przyswajania azotu atmosferycznego. Dowiedziono jednak, że białkowe kompleksy odpowiedzialne za tą funkcje różnią się między grupami, co sugeruje, że zdolność do wiązania azotu atmosferycznego musiała rozwinąć się po ewolucyjnym rozdzieleniu tych gromad.

Porównując Cyjanobakterie i Melainabakterie należy zwrócić uwagę na kilka cech różniących je od siebie. Przeciwnie niż Cyjanobakterie, Melainabakterie posiadają flagelle, narządy, dzięki którym są zdolne do ruchu. Interesujące jest również to, że Melainabakterie nie przeprowadzają fotosyntezy.

U ludzi stosujących dietę roślinną oraz u stosujących dietę Western obserwuje się dysproporcję w ilości Melainabakterii w jelicie, na korzyść tych pierwszych. Liczne informacje otrzymane dzięki zsekwencjonowaniu genomu Melainabkaterii mogą przyczynić sie do wyizolowania tej bakterii, co pozwoli z kolei na lepsze poznanie ważnego ludzkiego symbionta.

Natalia Chmielewska