Aspergillus

Aspergillus
Konídiumok az Aspergillus nigerben
tudományos osztályozás
Királyság: Gomba
Osztály: Ascomicota
Felosztás: Pezizomycotina
Osztály: Eurocyomycetes
Rendelés: Eurocium
Család: Trichocomaceae
Nemzetség: Aspergillus
Latin név
Aspergillus P. Micheli ex Haller , 1768
Fajták

Több száz, [1] köztük:

Wikifajok logója
Szisztematika
a Wikifajtáknál

Wikimedia Commons logó
Képek
a Wikimedia Commons oldalon

NCBI  5052

Az Aspergillus , vagy más néven aspergillus ( lat.  Aspergillus ) a magasabb aerob penészgombák nemzetsége , amely több száz fajt foglal magában , amelyek világszerte elterjedtek különféle éghajlati viszonyok között. Az Aspergillus jól növekszik különféle szubsztrátokon , lapos, bolyhos telepeket képezve, kezdetben fehérek , majd fajtól függően különböző színeket vesznek fel, amelyek a gomba anyagcseretermékeihez és a spórák kialakulásához kapcsolódnak. A gomba micéliuma nagyon erős, a magasabb rendű gombákra jellemző válaszfalakkal. Az Aspergillus ivartalanul kialakult spórákkal terjed , ami általában az egész osztályra jellemző. Ugyanakkor az Aspergillus fumigatus [2] ivarosan szaporodhat . Az "Aspergillus"-t először Pier Antonio Micheli olasz pap és biológus katalogizálta 1729-ben . A gomba mikroszkóp alatti látványa Michelit egy szenteltvíz-locsoló alakjára emlékeztette (Aspergillum, latin spargere  , szórni), és ennek megfelelően nevezte el a nemzetséget [3] . Ma az Aspergillus név az ivartalan spóraképző struktúrákra is utal, hasonlóan az összes Aspergillushoz. Az már ismert, hogy a fajok körülbelül egyharmada rendelkezik ivaros fejlődési fázissal is [1] .  

Növekedés és elosztás

Az Aspergillus a deuteromycete gombák közé tartozik, amelynek nincs szexuális fejlődési szakasza. A DNS - elemzési adatok megjelenésével valószínűbbé vált, hogy az Aspergillus nemzetség minden tagja közeli rokonságban áll az Ascomycetes -szel , és az Ascomycetes tagjainak tekintendők. A nemzetség képviselői mindenhol képesek növekedni, ahol magas az ozmotikus koncentráció (erős cukor-, sóoldatok stb.), és nagyon ellenállóak a környezeti hatásokkal szemben. Az Aspergillus fajok erősen aerobok , és szinte minden oxigénben gazdag környezetben megtalálhatók, ahol rendszerint penészgombaként nőnek az aljzat felszínén a magas oxigéndúsulás következtében. A gombák jellemzően szénben gazdag szubsztrátumokon, például monoszacharidokon (pl . glükóz ) és poliszacharidokon (pl . amilóz ) nőnek. Az Aspergillus fajok a keményítőtartalmú élelmiszerek (például a kenyér és a burgonya) gyakori szennyezői, és számos növény és fa felületén vagy felületén nőnek.

A szénforrásokon való növekedésen kívül az Aspergillus nemzetség számos faja oligotrófiát mutat , vagyis képes tápanyagszegény környezetben vagy olyan körülmények között növekedni, ahol a kulcstápanyagok teljes hiányában vannak. Kiváló példa erre az A. niger , amely  a peronoszpóra  egyik fő összetevőjeként nedves falakon nő .

Jelentősége az ember számára

Az Aspergillus fajok orvosi és kereskedelmi szempontból fontosak. Egyes fajok embert és más állatokat is megfertőzhetnek. Egyes állatokban talált fertőzéseket évek óta tanulmányozták; míg más állatokban talált fajokat újnak és a vizsgált betegségre specifikusnak neveztek. Másokat olyan szervezetek néven ismertek, mint a szaprofiták . Több mint 60 Aspergillus faj jelentős orvosi kórokozó [4] . Számos emberi betegség létezik, mint például a fülfertőzés, a bőrelváltozások és a fekélyek, amelyeket micetómákként sorolnak be .

Más fajok fontosak az iparban az enzimkészítmények gyártásában. Például az olyan szeszes italokat, mint a japán szaké , szívesebben készítik rizsből vagy más keményítőtartalmú összetevőkből (például maniókából ), a szőlő vagy a malátázott árpa helyett. Az alkohol előállításához használt tipikus mikroorganizmusok, mint például a Saccharomycetes nemzetséghez tartozó élesztőgombák , nem képesek erjeszteni a keményítőt. Ezért a koji penészgombákat (mint például az Aspergillus oryzae ) használják a keményítő egyszerűbb cukrokká történő lebontására . Az Aspergillus oryzae , Aspergillus sojae , Aspergillus tamari szójaszósz , valamint különféle típusú szójapaszta  - miso , dwenjan és mások - készítésére szolgál.

Kínában az aspergillust ( Aspergillus acidus ) használják a shu pu-erh tea fermentálására , Japánban pedig a katsuobushi -t, egy tonhalból készült félkész terméket .

Az Aspergillus gombákat széles körben használják szervetlen kationok és anionok tartalmának meghatározására. Az Aspergillus nemzetség képviselői természetes anyagok forrásai is, amelyek felhasználhatók különféle emberi betegségek kezelésére szolgáló gyógyszerek előállításához [5] . A citromsav fő forrásaként talán a legszélesebb körben használt Aspergillus niger [6] [7] . Ez a szervezet biztosítja a világ citromsavtermelésének 99%-át – évente több mint 1,4 millió tonnát . Az A. niger -t gyakran használják valódi (natív) és idegen enzimek , köztük glükóz-oxidáz és tyúktojásfehérje - lizozim előállítására is. A tenyészetet ritkán termesztik szilárd szubsztrátumon (bár ez a gyakorlat még mindig elterjedt Japánban), gyakrabban termesztik mélytenyészetként bioreaktorban . Ezzel a módszerrel szorosan ellenőrizheti a fontos paramétereket, és maximális termelékenységet érhet el. Ez az eljárás nagyban megkönnyíti a célvegyületnek vagy enzimnek a tápközegtől való elválasztását is, és ezért sokkal költséghatékonyabb.

Kutatás

Az A. nidulans -t évek óta használják tesztszervezetként. Guido Pontecorvo olasz genetikus és mikrobiológus a gombát használta a gombák paraszexuális folyamatának bemutatására . Az A. nidulans volt a közelmúltban az egyik első élőlény,amelynek genomját szekvenálták az Intézet kutatói,Brad 2008 óta az Aspergillus nemzetség további hét tagjának genomját: kereskedelmi forgalomban használt A. niger (két törzs), A. oryzae és A. terreus , A. fischerianus ( Neosartorya fischeri ), A. flavus és A. fumigatus (két törzs) [8] . Az A. fischerianus szinte soha nem kórokozó, de közeli rokonságban áll a gyakran előforduló A. fumigatus kórokozóval ; részben szekvenálták az A. fumigatus patogenitási mechanizmusainak jobb megértése érdekében [9] .

Szexuális szaporodás

A 250 Aspergillus faj körülbelül 64%-ának nincs ismert ivaros állapota [10] . Azonban egyre világosabbá válik, hogy ezen fajok közül sok valószínűleg még nem azonosított ivaros szakaszban [10] . A gombákban az ivaros szaporodás két alapvetően eltérő módon történik. Ezek a heterothallomikus gombáknál a keresztezés (cross-crossing), amelynek során két különböző egyed magot cserél, illetve az önmegtermékenyítés a homothallomikus gombákban, ahol mindkét mag ugyanattól az egyedtől származik. Az elmúlt években számos, korábban ivartalannak tekintett fajban fedeztek fel ivaros ciklusokat. Ezek a felfedezések tükrözik a jelenlegi empirikus kutatások fókuszát a kifejezetten az emberrel rokon fajokkal kapcsolatban. Az alábbiakban néhány olyan fajt ismertetünk, amelyek ivaros szaporodását nemrégiben igazolták.

Az Aspergillus fajokon végzett vizsgálatok ezen eredményei összhangban vannak más eukarióta fajok tanulmányozása során felhalmozott adatokkal , és azt jelzik, hogy az összes eukarióta közös ősében valószínű a szexuális viselkedés [15] [16] [17] . Az A. nidulans  egy homotallómás gomba, amely képes önmegtermékenyítésre. Az önmegtermékenyítés ugyanazon ivaros szaporodási utak aktiválását jelenti, mint a keresztező fajoknál. Ez nem azt jelenti, hogy az önmegtermékenyítés a keresztezésre jellemző szükséges szakaszokon megy keresztül, hanem azt, hogy e mechanizmusok aktiválása szükséges a faj egyetlen képviselőjén belül. [18] Az ivaros ciklust mutató Aspergillus fajok túlnyomó többsége homothallom (öntermékeny) természetű [19] . Ez a megfigyelés arra utal, hogy az Aspergillus fajok általában képesek fenntartani az ivaros szaporodást, még akkor is, ha az utódok genetikai diverzitása alacsony a homothalmikus önmegtermékenyítés következtében. Az A. fumigatus  egy homothallomikus (külső) gomba, amely olyan területeken fordul elő, amelyek éghajlati és környezeti viszonyok között nagyon eltérőek. Ez a faj is csekély fokú variabilitást mutat mind földrajzi régiókon belül, mind bolygóléptékben [20] , ami ismét arra utal, hogy az ivaros szaporodás – jelen esetben a keresztezéssel történő szaporodás – még alacsony fokú genetikai variabilitás mellett is fennmaradhat.

Genomika

Az Aspergillus genomról szóló három kézirat egyidejű közzététele a Nature -ben 2005 decemberében ezt a nemzetséget a fonalas gombák összehasonlító genomikai kutatásának vezető témájává tette. A legtöbb genomikai projekthez hasonlóan ezeket az erőfeszítéseket a nagy szekvenáló központok hajtották végre az érintett tudományos közösségekkel együttműködve. Például az Institute for Genome Research TIGR) az A. fumigatus közösséggel Az A. nidulans -t az Eli és Edith Brad Intézetben szekvenálták Az oryzae -t Japánban, a National Institute of Advanced Industry and Technology-ban szekvenálták Joint Genome Institute szekvenált adatokat közölt egy előállításához használt A. niger törzs genomjáról. A most Venter Institute TIGR az A. flavus genomprojektet vezeti [ 21 ] A különböző aspergillus fajok szekvenált genomjainak mérete A. fumigatusban 29,3 Mb és A. oryzae esetében 37,1 Mb között mozog, míg az előrejelzett gének száma ~9926-tól A. fumigatusban és ~12.071-ig A. oryzae -ben . Az enzimtermelő A. niger törzs genommérete közepes méretű, 33,9 Mb [1] .

Kórokozók

Az aspergillus egyes fajai súlyos betegségeket okoznak emberekben és állatokban. A leggyakrabban kórokozó fajok az A. fumigatus és az A. flavus , amelyek aflatoxinokat termelnek , amelyek toxinok és hepatocarcinogének is . Beszennyezhetik az élelmiszereket, például a dióféléket, a magvakat és a gabonákat. betegségek gyakori kórokozói az fumigatus és az Aspergillus clavatus fajok Más fajok is fontosak a növények kórokozójaként. Az Aspergillus nemzetség tagjai számos gabonafélében, különösen a kukoricában okoznak betegséget ; egyesek mikotoxinokat szintetizálnak , beleértve az aflatoxint is.

Aspergillosis

Az aspergillózis az Aspergillus  nemzetséghez tartozó gombák által okozott betegségek csoportja. Az aspergillózissal összefüggő sinus fertőzések leggyakoribb altípusát az A. fumigatus okozza [22] . A tünetek közé tartozik a láz, a köhögés, a mellkasi fájdalom vagy a nehézlégzés, amely sok más betegséggel is előfordul, és megnehezítheti a diagnózist. Általában csak a már legyengült immunrendszerű vagy egyéb fájdalmas tüdőbetegségben szenvedő betegek fogékonyak. A betegség fő formái az emberekben: [23] [24] :

Leggyakrabban a gomba a légutakon és a szájon keresztül jut be, és hatással lehet mind a légzőrendszerre , mind a központi idegrendszerre , az emésztőrendszerre , a bőrre, az érzékszervekre és a reproduktív rendszerre. Az Aspergillus meningitis vagy encephalitis a legtöbb esetben halállal végződik. A lépben , a vesében és a csontokban is előfordulnak gombás fertőzések az aspergillussal, de többnyire másodlagos fertőzések okozzák . A légúti aspergillózist gyakran diagnosztizálják madarakban, és az Aspergillus bizonyos fajairól ismert, hogy megfertőzik a rovarokat [4] .

Lásd még

Jegyzetek

  1. ↑ 1 2 3 Geiser DM Nemi struktúrák Aspergillusban: morfológia, fontosság és genomika.  (angol)  // Orvosi mikológia. - 2009. - 1. évf. 47 Melléklet 1. - P. 21-26. doi : 10.1080 / 13693780802139859 . — PMID 18608901 .
  2. ↑ lenta.ru – A penészesek szexelhettek A Wayback Machine 2008. december  11- i archív példánya
  3. ↑ Bennett JW Az Aspergillus nemzetség áttekintése // Aspergillus  : Molekuláris biológia és genomika . – Caister Academic Press, 2010. - ISBN 978-1-904455-53-0 .
  4. ↑ 1 2 Thom C, Church M. Az Aspergillusok. Baltimore: The Williams & Wilkins Company, 1926.
  5. ↑ Bibliográfiai adatok: US6069146 (A) - 2000-05-30 . Az E.P.O. — A halimid szabadalma . Letöltve: 2014. július 27.
  6. ↑ Sokoldalú penészgomba ("Tudomány és Élet", 2009, 10. sz.) . Letöltve: 2009. október 23. Az eredetiből archiválva : 2009. november 6..
  7. ↑ Aspergillus niger kultúra - citromsavtermelő Archivált 2011. március 5.
  8. ↑ Wortman JR , Gilsenan JM , Joardar V. , Deegan J. , Clutterbuck J. , Andersen MR , Archer D. , Bencina M. , Braus G. , Coutinho P. , von Döhren H. , Doonan J. , Driessen AJ . Durek P. , Espeso E. , Fekete E. , Flipphi M. , Estrada CG , Geysens S. , Goldman G. , de Groot PW , Hansen K. , Harris SD , ​​​​Heinekamp T. , Helmstaedt K. , Henrissat B . , Hofmann G. , Homan T. , Horio T. , Horiuchi H. , James S. , Jones M. , Karaffa L. , Karányi Z. , Kato M. , Keller N. , Kelly DE , Kiel JA , Kim JM , van der Klei IJ , Klis FM , Kovalchuk A. , Krasevec N. , Kubicek CP , Liu B. , Maccabe A. , Meyer V. , Mirabito P. , Miskei M. , Mos M. , Mullins J. , Nelson DR , Nielsen J. , Oakley BR , Osmani SA , Pakula T. , Paszewski A. , Paulsen I. , Pilsyk S. , Pócsi I. , Punt PJ , Ram AF , Ren Q. , Robellet X. , Robson G. , Seiboth B. , van Solingen P. , Specht T. , Sun J. , Taheri-Talesh N. , Takeshita N. , Ussery D. , vanKuyk PA , Visser H. , van de Vondervoort PJ , de Vries RP , Walton J. , Xiang X. , Xi ong Y. , Zeng AP , Brandt BW , Cornell MJ , van den Hondel CA , Visser J. , Oliver SG , Turner G. Az Aspergillus nidulans genom annotációjának 2008-as frissítése: közösségi erőfeszítés.  (angol)  // Gombás genetika és biológia : FG & B. - 2009. - Vol. 46 Melléklet 1. - P. 2-13. - doi : 10.1016/j.fgb.2008.12.003 . — PMID 19146970 .
  9. ↑ Leírások - Aspergillus Comparative . Széles Intézet . Hozzáférés dátuma: 2009. október 15. Az eredetiből archiválva : 2009. november 22..
  10. ↑ 1 2 Dyer PS , O'Gorman CM Gombás szexuális forradalom: Az Aspergillus és a Penicillium utat mutat.  (angol)  // Jelenlegi vélemény a mikrobiológiában. - 2011. - Kt. 14. sz. 6 . - P. 649-654. - doi : 10.1016/j.mib.2011.10.001 . — PMID 22032932 .
  11. ↑ O'Gorman CM , Fuller H. , Dyer PS . Nemi ciklus felfedezése az opportunista gombakórokozóban, az Aspergillus fumigatusban.  (angol)  // Természet. - 2009. - 1. évf. 457. sz. 7228 . - P. 471-474. - doi : 10.1038/nature07528 . — PMID 19043401 .
  12. ↑ Horn BW, Moore GG, Carbone I. Szexuális szaporodás Aspergillus flavusban   // Mikológia . — Taylor & Francis , 2009. — 20. évf. 101 , sz. 3 . - P. 423-429 . - doi : 10.3852/09-011 . — PMID 19537215 .
  13. ↑ Swilaiman SS, O'Gorman CM, Balajee SA, Dyer PS Nemi ciklus felfedezése Aspergillus lentulusban, az A. fumigatus közeli rokonában  //  Eukaryotic Cell : Journal. - 2013. - július ( 12. évf . 7. sz .). - P. 962-969 . - doi : 10.1128/EC.00040-13 . — PMID 23650087 .
  14. ↑ Arabatzis M., Velegraki A. Szexuális szaporodás az opportunista emberi kórokozóban Aspergillus terreusban  (angol)  // Mycology  : Journal. — Taylor & Francis , 2013. — 20. évf. 105 , sz. 1 . - P. 71-9 . - doi : 10.3852/11-426 . — PMID 23074177 .
  15. ↑ Malik SB, Pightling AW, Stefaniak LM, Schurko AM, Logsdon JM . A konzervált meiotikus gének kibővített jegyzéke bizonyítékot szolgáltat a nemiségre Trichomonas vaginalisban  // PLOS One  : Journal  . - Public Library of Science , 2008. - Vol. 3 , sz. 8 . —P.e2879 . _ - doi : 10.1371/journal.pone.0002879 . — PMID 18663385 .
  16. ↑ Bernstein H. és Bernstein C. (2013). "A meiózis evolúciós eredete és adaptív funkciója." A "Meiosisban" Bernstein C. és Bernstein H. (szerkesztők). ISBN 978-953-511-197-9 , InTech, http://www.intechopen.com/books/meiosis/evolutionary-origin-and-adaptive-function-of-meiosis Archiválva : 2014. február 9. a Wayback Machine -nél
  17. ↑ Heitman J., Sun S., James TY A gombás szexuális szaporodás  evolúciója  // Mikológia . — Taylor & Francis , 2013. — 20. évf. 105 , sz. 1 . - P. 1-27 . - doi : 10.3852/12-253 . — PMID 23099518 .
  18. ↑ Paoletti M., Seymour FA, Alcocer MJ, Kaur N., Calvo AM, Archer DB, Dyer PS Párzási típus és az öntermékenység genetikai alapja az Aspergillus nidulans modellgombában   // Curr . Biol. : folyóirat. - 2007. - augusztus ( 17. évf. , 16. sz.). - P. 1384-1389 . - doi : 10.1016/j.cub.2007.07.012 . — PMID 17669651 .
  19. ↑ Dyer PS, O'Gorman CM Szexuális fejlődés és rejtélyes szexualitás gombákban: betekintés az Aspergillus fajokból  //  FEMS Microbiol. Fordulat. : folyóirat. - 2012. - január ( 36. évf. , 1. sz.). - P. 165-192 . - doi : 10.1111/j.1574-6976.2011.00308.x . — PMID 22091779 .
  20. ↑ Rydholm C., Szakacs G., Lutzoni F. Alacsony genetikai variáció és nincs kimutatható populációszerkezet az aspergillus fumigatusban a közeli rokon Neosartorya fajokhoz képest  //  Eukaryotic Cell : Journal. - 2006. - április ( 5. köt. , 4. sz.). - P. 650-657 . - doi : 10.1128/EC.5.4.650-657.2006 . — PMID 16607012 .
  21. ↑ Machida, M; Gomi, K (szerkesztők). Aspergillus : Molekuláris Biológia és Genomika  (angol) . – Caister Academic Press, 2010. - ISBN 978-1-904455-53-0 .
  22. ↑ Bozkurt MK, Ozcelik T, Saydam L, Kutluay L. [A case of isolated aspergillosis of the maxillaris sinus]. Kulak Burun Bogaz Ihtis Derg. 2008; 18. (1): 53-5.
  23. ↑ Aspergillosis . Hozzáférés dátuma: 2014. július 24. Az eredetiből archiválva : 2014. február 23.
  24. ↑ Wilson WR et al. Aktuális diagnosztika és kezelés a fertőző betegségekben 1. kiadás. – McGraw-Hill/Appleton & Lange, 2001.
  25. ↑ Mikhadarova S. A. Beteg épület szindróma - mi ez? (nem elérhető link) . Higiéniai és Epidemiológiai Központ a Mari El Köztársaságban (2013. március 20.). Letöltve: 2014. július 27. Az eredetiből archiválva : 2014. augusztus 8.. 

Irodalom

Linkek

  Ugrás a Wikidata elemre  Szótárak és enciklopédiák
Taxonómia