Escherichia coli is een gramnegatieve staafvormige bacterie en is een van de meest voorkomende facultatief anaerobe bacteriën in de dikke darmen van warmbloedige dieren, zoals zoogdieren en is nodig voor het verteren van voedsel. Het is een enterobacterie die vaak gebruikt wordt als model voor bacteriën in het algemeen. De bacterie is genoemd naar de Duitse microbioloog Theodor Escherich.
Gemiddeld komen zo'n tien miljard van deze bacteriën per dag via de ontlasting van de mens naar buiten. Als E. coli (de gebruikelijke afkorting) in water wordt aangetroffen is dat een indicatie dat het water met uitwerpselen vervuild is.
Behalve vertering heeft de symbiose van warmbloedige dieren met E. coli nog een andere functie: het produceren van vitamine K. Deze stof is nodig om in de lever trombinogeen te maken en zodoende de bloedstolling te laten functioneren. Ook speelt deze vitamine een rol in de calciumhuishouding. Een overdosis van deze stof is vrijwel onmogelijk, daarom kan E. coli ook in zo groten getale voorkomen, maar een gebrek is wel degelijk mogelijk. Na langdurig gebruik van antibiotica (bacteriedodende middelen) kan deze bacterie flink uitgedund worden, waardoor een gebrek aan vitamine K optreedt, wat vervolgens leidt tot ontwrichting van de bloedstolling. Bloedneuzen en zelfs darmbloedingen kunnen het gevolg zijn.
Escherichia coli mag dan "goedaardig" genoemd worden, maar als deze bacteriën op de verkeerde plaatsen in het lichaam komen kunnen ze wel degelijk gevaar opleveren:
Een andere mogelijkheid voor gevaar is wanneer gevaarlijke, gemuteerde, soorten van deze bacterie het lichaam binnendringen.
Een voorbeeld is Escherichia coli O157:H7, een vrij courante veroorzaker van een bacteriële voedselvergiftiging, onder andere via niet goed doorbakken vlees. Jaarlijks zijn er volgens schattingen in de Verenigde Staten alleen al, gemiddeld zo'n 73.000 gevallen, waarvan 61 dodelijk. Een 2 tot 7 procent van de patiënten ontwikkelen ernstige bijkomende symptomen als nierfalen en bloedarmoede het hemolytisch-uremisch syndroom (HUS) - ook wel 'hamburger disease' genoemd.
Ook zijn er pathogene serotypevariaties van E. coli zoals EHEC, ETEC, EIEC, EAEC en EPEC. De letters in de afkortingen betekenen:
E. coli wordt al heel lang gebruikt voor allerlei onderzoek (de variant die tegenwoordig het meest in laboratoriumonderzoek wordt gebruikt, werd al in 1927 geïsoleerd). Daar zijn verschillende redenen voor:
De Universiteit van Chicago heeft een computersimulatie van E. coli gemaakt om tot een groter begrip te komen van het verband tussen de interne biochemie en het gedrag van het organisme. Deze simulatie heeft de naam AgentCell.
Een nadeel van E. coli voor de productie van transgene eiwitten kan zijn dat ze niet zo gevouwen zijn als in een eukaryoot, en daardoor niet actief zijn. Met name eiwitten die geglycosyleerd zijn (dat wil zeggen dat er suikergroepen aan vast zitten) kunnen door de veranderde hydrofiliteit een andere structuur aannemen. Om zulke suikergroepen te krijgen kan een eukaryoot, meestal een gistcel als Saccharomyces cerevisiae of Pichia pastoris, gebruikt worden.
Wegens de lange geschiedenis in de laboratoriumcultuur en het gemak om de bacterie te manipuleren, speelt E.coli een belangrijke rol in de hedendaagse biotechnologie. Het werk van Stanley Norman Cohen en Herbert Boyer met E. coli, waarbij ze gebruikmaken van plasmiden en restrictie enzymen om zo recombinant DNA te creëren, diende als basis voor de biotechnologie.
E.coli is een zeer veelzijdig organisme en is een goede gastheer voor de productie van verschillende proteïnen. Onderzoekers kunnen genen van andere micro-organismen binnenin de bacterie brengen met behulp van plasmides, om zo massale hoeveelheden proteïnen te genereren in fermentatieprocessen. Een van de eerste bruikbare toepassingen van de recombinant DNA technologie was het manipuleren van E.coli om het menselijke insulinehormoon te produceren.[2]
Genetisch gewijzigde E.coli worden verder ook gebruikt in de ontwikkeling van vaccins, in de bioremediatie en in de productie van geïmmobiliseerde enzymen.[3] E. coli kan daarentegen niet gebruikt worden om sommige grotere en meer complexe proteïnen te produceren, zoals proteïnen die vele zwavelbruggen bevatten.
Met behulp van de klassieke microbiologie wordt deze bacterie ook als indicator in de voedingsindustrie gebruikt. Een hoge concentratie E. coli in een product duidt namelijk op een grote kans dat het product ook andere pathogenen bevat.
Escherichia coli is een gramnegatieve staafvormige bacterie en is een van de meest voorkomende facultatief anaerobe bacteriën in de dikke darmen van warmbloedige dieren, zoals zoogdieren en is nodig voor het verteren van voedsel. Het is een enterobacterie die vaak gebruikt wordt als model voor bacteriën in het algemeen. De bacterie is genoemd naar de Duitse microbioloog Theodor Escherich.
Gemiddeld komen zo'n tien miljard van deze bacteriën per dag via de ontlasting van de mens naar buiten. Als E. coli (de gebruikelijke afkorting) in water wordt aangetroffen is dat een indicatie dat het water met uitwerpselen vervuild is.