Aspergillus

Aspergillus
Conidii în Aspergillus niger
clasificare stiintifica
Regatul: Ciuperci
Departament: Ascomicota
Subdiviziune: Pezizomicotina
Clasă: Eurocyomycetes
Ordin: Eurocium
Familie: Trichocomaceae
Gen: Aspergillus
nume latin
Aspergillus P. Micheli ex Haller , 1768
feluri

Câteva sute, [1] inclusiv:

Logo-ul Wikispecies
Sistematică
la Wikispecies

Sigla Wikimedia Commons
Imagini
la Wikimedia Commons

NCBI  5052

Aspergillus , de asemenea, Aspergillus ( lat.  Aspergillus ), este un gen de ciuperci de mucegai aerobe superioare , care include câteva sute de specii distribuite în întreaga lume în diferite condiții climatice. Aspergillus crește bine pe diverse substraturi , formând colonii plate, pufoase, inițial albe , iar apoi, în funcție de specie, capătă culori diferite asociate metaboliților fungici și sporulării. Miceliul ciupercii este foarte puternic, cu despărțitori caracteristice ciupercilor superioare. Aspergillus este răspândit prin spori formați asexuat, ceea ce este tipic pentru întreaga clasă în general. În același timp, Aspergillus fumigatus se poate [2] reproduce sexual. „Aspergillus” a fost catalogat pentru prima dată în 1729 de către preotul și biologul italian Pier Antonio Micheli . Vederea ciupercii la microscop i-a amintit lui Micheli de forma unui stropitor cu apă sfințită (Aspergillum, din latină spargere  , a stropi), și a numit genul în consecință [3] . Astăzi, numele Aspergillus se referă și la structuri asexuate care formează spori, similare cu toate Aspergillus. Se știe deja că aproximativ o treime din toate speciile au și o fază sexuală de dezvoltare [1] .  

Creștere și distribuție

Aspergillus este clasificat ca o ciupercă deuteromicet care nu are un stadiu sexual de dezvoltare. Odată cu apariția datelor de analiză ADN , a devenit mai probabil ca toți membrii genului Aspergillus să fie strâns înrudiți cu Ascomycetes și să fie considerați membri ai Ascomycetes. Reprezentanții genului au capacitatea de a crește oriunde există o concentrație osmotică mare (soluții puternice de zahăr, sare etc.) și sunt foarte rezistenți la influențele mediului. Speciile de Aspergillus sunt foarte aerobe și pot fi găsite în aproape toate mediile bogate în oxigen, unde de obicei cresc ca mucegai pe suprafața substratului, ca urmare a îmbogățirii mari cu oxigen. De obicei, ciupercile cresc pe substraturi bogate în carbon, cum ar fi monozaharide (de exemplu glucoză ) și polizaharide (de exemplu amiloză ). Speciile de Aspergillus sunt un contaminant comun al alimentelor cu amidon (cum ar fi pâinea și cartofii) și cresc în sau pe suprafața multor plante și copaci.

Pe lângă creșterea pe surse de carbon, multe specii din genul Aspergillus prezintă oligotrofie , adică capacitatea de a crește în medii sărace în nutrienți sau în condiții de absență completă a nutrienților cheie. Un prim exemplu în acest sens este A. niger  , care poate fi găsit crescând pe pereții umezi ca o componentă majoră  a mucegaiului pufos .

Semnificație pentru om

Speciile de Aspergillus sunt importante din punct de vedere medical și comercial. Unele specii pot infecta oamenii și alte animale. Unele infecții găsite la animale au fost studiate de ani de zile; în timp ce alte specii găsite la animale au fost descrise ca noi și specifice bolii studiate. Altele erau cunoscute ca nume deja folosite pentru organisme precum saprofitele . Peste 60 de specii de Aspergillus sunt agenți patogeni medicali semnificativi [4] . Există o serie de boli umane, cum ar fi infecția urechii auriculare, leziuni ale pielii și ulcerații clasificate ca micetoame .

Alte specii sunt importante în industrie în fabricarea preparatelor enzimatice. De exemplu, băuturile spirtoase, cum ar fi sake -ul japonez, sunt de preferat să fie făcute cu orez sau alte ingrediente cu amidon (cum ar fi manioc ), în loc de struguri sau orz cu malț. Microorganismele tipice utilizate în producerea alcoolului, cum ar fi ciupercile de drojdie din genul Saccharomycetes , nu pot fermenta amidonul. Prin urmare, mucegaiurile koji (cum ar fi Aspergillus oryzae ) sunt folosite pentru a descompune amidonul în zaharuri mai simple . Aspergillus oryzae , Aspergillus sojae , Aspergillus tamari sunt folosite pentru a face sos de soia , precum și diferite tipuri de pastă de soia  - miso , dwenjan și altele.

În China, aspergillus ( Aspergillus acidus ) este folosit în fermentarea ceaiului shu pu-erh , iar în Japonia, katsuobushi , un semifabricat realizat din ton .

Ciupercile Aspergillus sunt utilizate pe scară largă pentru a determina conținutul de cationi și anioni anorganici. Reprezentanții genului Aspergillus sunt, de asemenea, surse de substanțe naturale care pot fi utilizate în producția de medicamente pentru tratamentul diferitelor boli umane [5] . Poate cel mai utilizat este Aspergillus niger ca sursă principală de acid citric [6] [7] . Acest organism asigură 99% din producția mondială de acid citric - mai mult de 1,4 milioane de tone pe an. A. niger este adesea folosit pentru a produce enzime adevărate (native) și străine , inclusiv glucozooxidază și lizozima albușului de ou de găină . Cultura este cultivată rar pe un substrat solid (deși această practică este încă obișnuită în Japonia), mai des este cultivată ca o cultură profundă într-un bioreactor . Cu această metodă, puteți controla strâns parametrii importanți și puteți obține productivitate maximă. Acest proces facilitează foarte mult separarea substanței chimice țintă sau a enzimei din mediul de cultură și, prin urmare, este mult mai rentabil.

Cercetare

A. nidulans a fost folosit ca organism de testare de mulți ani. Geneticistul și microbiologul italian Guido Pontecorvo a folosit ciuperca pentru a demonstra procesul parasexual la ciuperci. A. nidulans a fost recent unul dintre primele organisme care a avutgenomul secvențiat de către cercetătorii InstitutuluiBrad Din 2008, genomurile a încă șapte membri ai genului Aspergillus au fost secvențiate : utilizate comercial A. niger (două tulpini), A. oryzae și A. terreus , A. fischerianus ( Neosartorya fischeri ), A. flavus și A. fumigatus (două tulpini) [8] . A. fischerianus nu este aproape niciodată patogen, dar este strâns legat de agentul patogen frecvent întâlnit A. fumigatus ; a fost secvențial parțial pentru a înțelege mai bine mecanismele de patogenitate ale A. fumigatus [9] .

Reproducerea sexuală

Din cele 250 de specii de Aspergillus, aproximativ 64% nu au un stadiu sexual cunoscut [10] . Cu toate acestea, devine din ce în ce mai clar că multe dintre aceste specii au probabil un stadiu sexual încă neidentificat [10] . Reproducerea sexuală la ciuperci are loc în două moduri fundamental diferite. Acestea sunt încrucișarea (încrucișarea) la ciupercile heterotalomice , în timpul cărora doi indivizi diferiți fac schimb de nuclee, și autofertilizarea în ciupercile homotalomice , unde ambele nuclee provin de la același individ. În ultimii ani, ciclurile sexuale au fost descoperite la un număr mare de specii considerate anterior asexuate. Aceste descoperiri reflectă focalizarea cercetării empirice actuale asupra speciilor legate în mod specific de oameni. Unele specii pentru care reproducerea sexuală a fost recent confirmată sunt descrise mai jos.

Aceste rezultate ale studiilor asupra speciilor Aspergillus sunt în concordanță cu datele acumulate în studiul altor specii eucariote și indică prezența probabilă a comportamentului sexual la un strămoș comun al tuturor eucariotelor [15] [16] [17] . A. nidulans  este o ciupercă homotalomică capabilă de autofertilizare. Autofertilizarea implică activarea acelorași căi de reproducere sexuală ca și la speciile care se încrucișează. Aceasta nu înseamnă că autofertilizarea trece prin etapele necesare caracteristice încrucișării, ci că, în schimb, activarea acestor mecanisme este necesară în cadrul unui singur reprezentant al speciei. [18] Marea majoritate a speciilor de Aspergillus care prezintă cicluri sexuale sunt de natură homothalomoasă (autofertilă) [19] . Această observație sugerează că, în general, speciile de Aspergillus pot menține reproducerea sexuală, chiar dacă nivelul diversității genetice a descendenților este scăzut ca o consecință a autofertilizării homotalmice. A. fumigatus  este o ciupercă homothalomică (de încrucișare) care apare în zone care variază foarte mult în condițiile climatice și de mediu. Această specie prezintă, de asemenea, un grad scăzut de variabilitate atât în ​​interiorul regiunilor geografice, cât și la scară planetară [20] , sugerând din nou că reproducerea sexuală - în acest caz reproducerea prin încrucișare - poate persista chiar și cu un grad scăzut de variabilitate genetică.

Genomica

Publicarea simultană a trei manuscrise despre genomul Aspergillus în Nature în decembrie 2005 a făcut din acest gen subiectul principal pentru cercetarea genomică comparativă în rândul ciupercilor filamentoase. La fel ca majoritatea proiectelor genomice, aceste eforturi au fost întreprinse de centre majore de secvențiere în colaborare cu comunitățile științifice relevante. De exemplu, Institutul de Cercetare a Genomului TIGR) lucrat cu comunitatea A. fumigatus A. nidulans a fost secvențiat la Institutul Eli și Edith Brad oryzae a fost secvențiat în Japonia la Institutul Național de Industrie și Tehnologie Avansată Institutul Comun al Genomului al a publicat date secvențiate despre genomul unei tulpini de A. niger folosită pentru a produce acid citric. TIGR, acum redenumit Institutul Venter în prezent Proiectul genomului A. flavus [ 21 ] Dimensiunile genomurilor secvențiate ale diferitelor specii de Aspergillus variază de la 29,3 Mb la A. fumigatus și 37,1 Mb la A. oryzae , în timp ce numărul de gene prezise variază de la ~9926 la A. fumigatus la ~12,071 la A. oryzae . Dimensiunea genomului tulpinii producătoare de enzime A. niger este de dimensiune medie și este de 33,9 Mb [1] .

Agenti patogeni

Unele specii de aspergillus provoacă boli grave la oameni și animale. Cele mai frecvente specii patogene sunt A. fumigatus și A. flavus , care produc aflatoxine , care sunt atât toxine cât și hepatocarcinogeni . Ele pot contamina alimente precum nucile, semințele și cerealele. Agenții cauzali comuni ai diferitelor boli sunt speciile de fumigatus și Aspergillus clavatus Alte specii sunt importante ca agenți patogeni ai culturilor. Membrii genului Aspergillus provoacă boli la multe cereale, în special la porumb ; unele sintetizează micotoxine , inclusiv aflatoxina.

Aspergiloza

Aspergiloza  este un grup de boli cauzate de ciuperci din genul Aspergillus. Cel mai frecvent subtip de infecții ale sinusurilor asociate cu aspergiloza este cauzată de A. fumigatus [22] . Simptomele includ febră, tuse, durere în piept sau dispnee (dispnee), care apare și în multe alte afecțiuni și poate face diagnosticul dificil. De obicei, doar pacienții cu un sistem imunitar deja slăbit sau cei care suferă de alte afecțiuni pulmonare dureroase sunt susceptibili. Principalele forme ale bolii la om sunt [23] [24] :

Cel mai adesea, ciuperca intră prin tractul respirator și gură și poate afecta atât sistemul respirator , cât și sistemul nervos central , tractul digestiv , pielea, organele senzoriale și sistemul reproducător. Meningita sau encefalita cu Aspergillus se termină în cele mai multe cazuri cu moartea. Există, de asemenea, infecții fungice ale splinei , rinichilor și oaselor cu aspergillus, dar în cea mai mare parte sunt cauzate de o infecție secundară . Aspergiloza respiratorie este adesea diagnosticată la păsări, iar anumite specii de Aspergillus sunt cunoscute că infectează insectele [4] .

Vezi și

Note

  1. ↑ 1 2 3 Geiser DM Structuri sexuale la Aspergillus: morfologie, importanță și genomică.  (engleză)  // Micologie medicală. - 2009. - Vol. 47 Suppl 1. - P. 21-26. doi : 10.1080 / 13693780802139859 . — PMID 18608901 .
  2. ↑ lenta.ru - Mucegaiurile au putut face sex Copie de arhivă din 11 decembrie 2008 pe  Wayback Machine
  3. ↑ Bennett JW O privire de ansamblu asupra genului Aspergillus // Aspergillus  : Biologie moleculară și genomică . – Caister Academic Press, 2010. - ISBN 978-1-904455-53-0 .
  4. ↑ 1 2 Thom C, Church M. The Aspergilli. Baltimore: Compania Williams & Wilkins, 1926.
  5. ↑ Date bibliografice: US6069146 (A) - 2000-05-30 . E.P.O. — Brevet pentru halimidă . Preluat: 27 iulie 2014.
  6. ↑ Mucegai cu multe fețe („Știință și viață”, 2009, nr. 10) . Consultat la 23 octombrie 2009. Arhivat din original la 6 noiembrie 2009.
  7. ↑ Cultura Aspergillus niger - producător de acid citric Arhivat 5 martie 2011.
  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. Actualizarea din 2008 a adnotării genomului Aspergillus nidulans: un efort comunitar.  (Engleză)  // Genetica fungică și biologie : FG & B. - 2009. - Vol. 46 Suppl 1. - P. 2-13. - doi : 10.1016/j.fgb.2008.12.003 . — PMID 19146970 .
  9. ↑ Descrieri - Comparativ cu Aspergillus . Institutul Amplu . Data accesului: 15 octombrie 2009. Arhivat din original pe 22 noiembrie 2009.
  10. ↑ 1 2 Dyer PS , O'Gorman CM O revoluție sexuală fungică: Aspergillus și Penicillium arată calea.  (Engleză)  // Opinie actuală în microbiologie. - 2011. - Vol. 14, nr. 6 . - P. 649-654. - doi : 10.1016/j.mib.2011.10.001 . — PMID 22032932 .
  11. ↑ O'Gorman CM , Fuller H. , Dyer PS Descoperirea unui ciclu sexual în agentul patogen fungic oportunist Aspergillus fumigatus.  (engleză)  // Natură. - 2009. - Vol. 457, nr. 7228 . - P. 471-474. - doi : 10.1038/nature07528 . — PMID 19043401 .
  12. ↑ Horn BW, Moore GG, Carbone I. Sexual reproduction in Aspergillus flavus   // Mycology . — Taylor & Francis , 2009. — Vol. 101 , nr. 3 . - P. 423-429 . - doi : 10.3852/09-011 . — PMID 19537215 .
  13. ↑ Swilaiman SS, O'Gorman CM, Balajee SA, Dyer PS Descoperirea unui ciclu sexual la Aspergillus lentulus, o rudă apropiată a A. fumigatus  //  Eukaryotic Cell : journal. - 2013. - iulie ( vol. 12 , nr. 7 ). - P. 962-969 . - doi : 10.1128/EC.00040-13 . — PMID 23650087 .
  14. ↑ Arabatzis M., Velegraki A. Sexual reproduction in the opportunist human pathogen Aspergillus terreus  (engleză)  // Mycology  : journal. — Taylor & Francis , 2013. — Vol. 105 , nr. 1 . - P. 71-9 . - doi : 10.3852/11-426 . — PMID 23074177 .
  15. ↑ Malik SB, Pightling AW, Stefaniak LM, Schurko AM, Logsdon JM Un inventar extins de gene meiotice conservate oferă dovezi pentru sex în Trichomonas vaginalis  // PLOS One  : jurnal  . - Biblioteca Publică de Științe , 2008. - Vol. 3 , nr. 8 . —P.e2879 . _ - doi : 10.1371/journal.pone.0002879 . — PMID 18663385 .
  16. ↑ Bernstein H. și Bernstein C. (2013). „Originea evolutivă și funcția adaptivă a meiozei”. În „Meioza”, Bernstein C. și Bernstein H. (editori). ISBN 978-953-511-197-9 , InTech, http://www.intechopen.com/books/meiosis/evolutionary-origin-and-adaptive-function-of-meiosis Arhivat 9 februarie 2014 la Wayback Machine
  17. ↑ Heitman J., Sun S., James TY Evoluția reproducerii sexuale fungice   // Micologie . — Taylor & Francis , 2013. — Vol. 105 , nr. 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 Tipul de împerechere și baza genetică a autofertilității în ciuperca model Aspergillus nidulans   // Curr . Biol. : jurnal. - 2007. - august ( vol. 17 , nr. 16 ). - P. 1384-1389 . - doi : 10.1016/j.cub.2007.07.012 . — PMID 17669651 .
  19. ↑ Dyer PS, O'Gorman CM Dezvoltarea sexuală și sexualitatea criptică la ciuperci: perspective din speciile Aspergillus  //  FEMS Microbiol. Rev. : jurnal. - 2012. - ianuarie ( vol. 36 , nr. 1 ). - P. 165-192 . - doi : 10.1111/j.1574-6976.2011.00308.x . — PMID 22091779 .
  20. ↑ Rydholm C., Szakacs G., Lutzoni F. Variație genetică scăzută și nicio structură a populației detectabile în Aspergillus fumigatus în comparație cu speciile Neosartorya strâns înrudite  //  Eukaryotic Cell : journal. - 2006. - Aprilie ( vol. 5 , nr. 4 ). - P. 650-657 . - doi : 10.1128/EC.5.4.650-657.2006 . — PMID 16607012 .
  21. ↑ Machida, M; Gomi, K (editori). Aspergillus : Biologie moleculară și genomică  (engleză) . – 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 maxillary sinus]. Kulak Burun Bogaz Ihtis Derg. 2008; 18(1): 53-5.
  23. ↑ Aspergiloza . Data accesului: 24 iulie 2014. Arhivat din original pe 23 februarie 2014.
  24. ↑ Wilson WR și colab. Diagnostic și tratament actual în boli infecțioase ediția I. — McGraw-Hill/Appleton & Lange, 2001.
  25. ↑ Mikhadarova S. A. Sick Building Syndrome - ce este? (link indisponibil) . Centrul de Igienă și Epidemiologie din Republica Mari El (20 martie 2013). Preluat la 27 iulie 2014. Arhivat din original la 8 august 2014. 

Literatură

Link -uri

  Accesați articolul Wikidata  Dicționare și enciclopedii
Taxonomie