Mycobacterium smegmatis este un microorganism comun care, din mai multe motive, a devenit una dintre cele mai importante bacterii pentru studiul biologic. Este ușor de cultivat și se reproduce rapid. Este nepatogen pentru oameni și alte animale. Structura sa de bază și metabolismul sunt prototipuri ale altor specii din genul mycobacterium, unele care sunt agenți ai bolilor insolubile și devastatoare. Dacă secretele lui M. smegmatis pot fi dezvăluite, unele dintre cele mai vechi dintre bolile pentru a distruge omenirea ar putea deveni într-o zi tratabile.
Filul taxonomic actinobacteriile sunt printre cele mai comune forme de viață de pe Pământ. Majoritatea speciilor sunt aerobe, amestecând oxigenul cu nutrienții organici și, prin urmare, în ciuda dimensiunii lor unicelulare, actinobacteriile sunt o verigă vitală în ciclul carbonului planetei. În procesul respirator, ei produc metaboliți secundari specifici fiecărei specii. Acești compuși naturali, inclusiv antibioticele câștigătoare ale Premiului Nobel, au o importanță medicală și comercială.
Categoria genului micobacterium este caracterizată printr-o coajă „ceroasă”. În loc de o membrană celulară exterioară, organismele din acest grup au un perete celular gros compus din lipide sau acizi grași. Acest strat protector le face hidrofobe, aproape impermeabile la apă și contribuie la rezistența lor. Pot supraviețui expunerii la acizi, alcalii, detergenți și chiar atacurilor cu antibiotice. Dintre speciile patogene, cele mai cunoscute două micobacterii sunt parazite și responsabile de bolile tuberculoză și lepră.
Mycobacterium smegmatis este un bacil nemobil, o bacterie în formă de tijă lungă de 3-5 micrometri, fără mijloace de locomoție. Ei cresc rapid într-o colonie numită biofilm, dublându-și populația prin diviziunea celulară la fiecare trei până la cinci zile. Ele sunt clasificate ca bacterii Gram-pozitive, cu pereți celulari care absorb petele violet standard utilizate în munca de laborator. Ei tolerează o gamă largă de temperaturi și se dezvoltă pe cele mai simple substraturi care conțin cel puțin nutrienți de azot, carbon și fosfor. Mycobacterium smegmatis este un organism model, ușor de gestionat într-un cadru de laborator.
Cu excepția cazurilor cele mai neobișnuit de compromise, Mycobacterium smegmatis este inofensiv. Dacă este ingerat sau introdus în alt mod într-un corp uman, este în mod normal expulzat. În schimb, Mycobacterium tuberculosis poate fi atât mortal, cât și contagios pentru oameni. În măsura în care M. smegmatis are structuri celulare, în special peretele celular, care sunt similare cu cele ale M. tuberculosis și ale altor specii, a devenit substitutul surogat al cercetării micobacteriene.
Când a fost realizată tehnologia de secvențiere a unui genom complet, printre organismele aflate în fruntea listei de dorințe se numărau Homo sapiens și Mycobacterium smegmatis. Finalizat în 2006, două treimi din ADN-ul său, cu o lungime de aproape 7 milioane de nucleotide, s-a descoperit că constau din perechile de baze guanină și citozină. Aproximativ 90% din ADN a fost codificat pentru mai mult de 6,700 de proteine a căror sumă formează întregul organism.
Din 2006, au fost produse micromatrice capabile să citească rapid abaterile de la norma ale nucleotidelor M. smegmatis. În plus, tehnicile de manipulare a ADN-ului, cum ar fi inserarea genelor, inactivarea și raportarea expresiei, au avansat studiul de laborator al imperativelor metabolice ale bacteriilor. După cum se bănuiește, împărtășește peste 2,000 de omologi, secvențe de nucleotide aproape identice, cu genomul bacteriei tuberculozei.
Una dintre direcțiile focale, cele mai promițătoare ale cercetării de laborator este de a perturba biosinteza peretelui celular protector al Mycobacterium smegmatis, o tactică operativă a multor antibiotice, inclusiv penicilina. Un alt domeniu de studiu este de a determina modul în care M. smegmatis captează și transportă molecule de fosfat liber din mediul său prin învelișul său gros și în interiorul celulei, unde este necesar pentru reproducere. Oamenii de știință au început să aplice aceste studii spre un potențial tratament pentru tuberculoză, lepră și alte boli cauzate de unul dintre cele mai comune tipuri de microbi.