大腸菌
E. coliはEscherichia属のタイプ種であり、Escherichia属はEnterobacteriaceae科のタイプ属である。この科名はEnterobacter+"i"(sic.)+"aceae"であり、"enterobacterium"+"aceae"ではない(Enterobacteriumは属名ではなく、腸内細菌の別名となっている)。
本来は最初にEscherichと記載された原株がタイプ株とされるべきであるが、既に失われていると考えられている。そのため、その代替となる新しいタイプ株(ネオタイプ)が幾つか選択されている。具体的には、U5/41(DSM 30083)、ATCC 11775 、およびNCTC 9001である。なお、NCTC 9001株は鶏に病原性を持っており、O1:K1:H7血清型を持っている。一方でほとんどの研究では、代表的な大腸菌としてO157:H7、K-12 MG1655、またはK-12 W3110のいずれかが使用される。タイプ株のゲノムは配列決定されている。
大腸菌群とは、細菌学用語ではなく衛生上の用語である。ラクトース発酵(乳糖分解し、酸とガスを発生)するグラム陰性、好気性・通性嫌気性で芽胞を形成しない桿菌の全てである。E. coliであってもこれに該当しないものが多く存在する。
その多くは、汚水菌(クレブジエラ属菌、サイトロバクター属菌、エンテロバクター属菌)や土壌中の非常によく似た性質のバクテリア(よく知られたものとしてはAerobacter aerogenes)が大腸菌群として分類される。なお、病原性大腸菌はこの検査法での検出は非常に困難である。また、水中に含まれる大腸菌群を数値化したものを大腸菌群数といい、水質汚濁の指標に用いられる。
大腸菌は、温血動物の胃腸管で見られる大腸菌群として非公式に知られている細菌のグループに属している。大腸菌は通常、食物や水を通じて、子供を扱う個人から伝来し、出生から40時間以内に乳児の胃腸管にコロニーを形成する。腸内では、大腸菌は大腸粘液に付着する。大腸菌はヒト消化管における主要な通性嫌気性菌の一つである。これらの細菌は、病原性因子をコードする遺伝的要素を獲得しない限り、それらは良性であり、ヒトと共生関係を維持することができる。
ほとんどの大腸菌は無害な腸内細菌として腸管内に生息している。ただし、いくつかの場合では疾患の原因となることがあり、病原性株は胃腸炎、尿路感染症、新生児髄膜炎、出血性大腸炎、およびクローン病を引き起こす可能性があることが知られている。一般的な兆候と症状には、重度の腹部痙攣、下痢、出血性大腸炎、嘔吐、場合によっては発熱があげられる。まれなケースでは、毒性菌株は 溶血性尿毒症症候群、腹膜炎、乳房炎、敗血症、グラム陰性肺炎などを引き起こすこと無く、腸の壊死(組織死)と穿孔の原因になることもある。非常に幼い子供は、溶血性尿毒症症候群などの重症の病気にかかりやすいが、大人を含むすべての年齢の健康な個人であっても、大腸菌感染による深刻な疾患発生の潜在的リスクがあると考えられている。
ベンツァーの研究以前は、遺伝子が線状構造であるのか、それとも分岐パターンがあるのかは不明であった。
大腸菌は、ゲノムが配列決定された最初の生物の1つである。大腸菌K-12株の完全なゲノムは、Science誌上で1997年に公開された。
2002年から2010年にかけて、ハンガリー科学アカデミーのチームがMDS42と呼ばれる大腸菌株を作成した。これは現在、ウィスコンシン州のScarab Genomics of Madison社から「Clean Genome. E.coli」という名前で販売されている。この株では、親株(E. coli K-12 MG1655株)のゲノムの15%が除去され、分子生物学の効率を高めるようにIS要素や偽遺伝子およびファージを除去して、トランスポゾンによって不活化されることが多いプラスミドにコード化された毒性遺伝子の維持を改善したものである。生化学および複製機構は変更されていない。
ナノテクノロジーとランドスケープエコロジーの可能な組み合わせを評価することにより、複雑な生息地ランドスケープをナノスケールの詳細で生成できる。そのような合成生態系では、大腸菌を用いた進化的実験が行われ、島嶼生物地理学における適応の空間生物物理学をチップ上で再現する研究などが行われている。