Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae

S. cerevisiae under mikroskopet
videnskabelig klassifikation
Domæne:eukaryoterKongerige:SvampeUnderrige:højere svampeAfdeling:AscomycetesUnderafdeling:Saccharomycotina O.E. Erikss. & Winka , 1997Klasse:Saccharomycetes ( Saccharomycetes G. Winter , 1880 )Bestille:SaccharomycetesFamilie:SaccharomycetesSlægt:SaccharomycesUdsigt:Saccharomyces cerevisiae
Internationalt videnskabeligt navn
Saccharomyces cerevisiae Meyen ex ECHansen 1883

Bagegær [1] :96.102 ( lat.  Saccharomyces cerevisiae ) er en type encellede mikroskopiske (5-10 mikrometer i diameter) svampe ( gær ) fra klassen af ​​Saccharomycetes , der også er meget udbredt i produktionen af ​​alkoholiske produkter og bagværk . som i videnskabelig forskning. I 1996 blev bagegær den første eukaryot , der fik sit genom fuldstændig sekventeret [2] .

Livscyklus

Saccharomyces cerevisiae- celler formerer sig vegetativt ved knopskydning. Først opstår en udvækst på modercellen, derefter sker der mitotisk deling af kernen, dannelse af en cellevæg og adskillelse af celler fra hinanden. Modercellen er ar ved knopskydning, hvilket gør det muligt at bestemme dens alder. Normalt kan modercellen danne 20-30 knopper.

Gærceller kan være i en af ​​to stabile tilstande (faser): haploide ( sfæroider ) og diploide ( ellipsoider ), som betragtes som forskellige generationer. Under hver fase formerer bagegær sig vegetativt ved knopskydning. Den diploide fase dominerer i bagegær. Det går ind i den haploide fase ved dannelsen af ​​haploide ascosporer som følge af meiose . Den haploide fase går over i den diploide ved fusion af haploide celler dannet fra ascosporer [1] :96-97 .

Til dyrkning er de optimale betingelser en opløsning af gærekstrakt ved en temperatur på 30 ° C, der indeholder pepton og glucose .

Videnskabelig betydning

Saccharomyces cerevisiae  er en af ​​de mest undersøgte modelorganismer , på eksemplet med hvilke eukaryote celler studeres , de er nemme at dyrke og har lav patogenicitet for den menneskelige krop. Sammenlignet med E. coli ( Escherichia coli ) indeholder en gærcelle flere gange mere DNA og har en mere kompleks organisation end bakterier . Celler forbliver levedygtige selv med flere genetiske markører i deres genotype , hvilket er essentielt set ud fra genteknologiens synspunkt [3] .

Brug som et probiotikum

Gæren Saccharomyces cerevisae bruges i medicin og dyrehold som et probiotikum . Især stammen Saccharomyces cerevisae var. boulardii .

En række kliniske undersøgelser har vist den mulige fordel ved S. cerevisae var. boulardii til at forebygge eller behandle visse tarmsygdomme [4] . Der er moderat kvalitetsbevis for effektiviteten af ​​dette probiotikum til at reducere risikoen for diarré under antibiotikabehandling (hos både børn og voksne) [5] [4] [6] og også til at reducere risikoen for bivirkninger ved udryddelse af Helicobacter pylori [7 ] [4] [6] . Derudover er der noget bevis for effektiviteten af ​​S. cerevisae var. boulardii til at forebygge (men ikke behandle) " rejsendes diarré " [4] [6] og som et supplement i behandlingen af ​​akut diarré hos voksne og børn og kronisk diarré hos børn [4] .

Saccharomyces cerevisae var. boulardii betragtes som sikkert som lægemiddel [6] . Under kliniske forsøg blev dette probiotikum godt tolereret af patienter, og hyppigheden af ​​bivirkninger svarede til deres hyppighed i kontrolgrupper [5] . Under kliniske forsøg blev der ikke registreret nogen tilfælde af svampemi forårsaget af denne mikroorganisme [6] .

Samtidig er tilfælde af svampemi forårsaget af Saccharomyces cerevisiae og især Saccharomyces cerevisiae var. boulardii [6] [4] . Risikogruppen består af patienter med immundefekt samt patienter med centralt venekateter . Nogle eksperter mener, at S. cerevisiae var. boulardii bør ikke bruges til at behandle sådanne individer [6] , mens andre mener, at der kun skal udvises forsigtighed [4] .

Saccharomyces cerevisiae som patogen hos mennesker

Saccharomyces cerevisiae er et opportunistisk patogen med relativt lav virulens [8] . På trods af den udbredte brug af denne mikroorganisme både i industrien og i hjemmet, er infektioner forårsaget af den sjældne [9] . Gær af denne art findes på huden, på slimhinderne i mundhulen , svælget , mave-tarmkanalen og skeden hos raske mennesker [10] . Især en oversigtspublikation, der opsummerer data fra en række undersøgelser, indikerer tilstedeværelsen af ​​S. cerevisiae i 6% af prøver taget fra tarmene hos raske mennesker [11] . Nogle eksperter anser S. cerevisiae for at være en del af den sunde mikroflora i den menneskelige mave-tarmkanal, luftveje og vagina [12] . Andre tyder på, at gæren fra denne art, som findes i menneskekroppen, er af ekstern oprindelse (følger med mad) og kun kan opbevares i nogen tid [13] [11] . Forsøg viser således, at når denne type gær bevidst tages af raske frivillige, forsvinder de fra tarmene inden for fem dage efter standsning af indtagelsen [11] [9] .

Under visse forhold, for eksempel med et fald i immunitet, kan Saccharomyces cerevisiae forårsage en infektionssygdom hos mennesker. Især forårsager denne svamp nogle gange vaginitis hos kvinder . Ifølge en række undersøgelser kan andelen af ​​vaginitis forårsaget af S. cerevisiae være 0,45-1,06 % af alle tilfælde af vaginitis forårsaget af gærsvampe. I nogle tilfælde var kvinder med S. cerevisiae vaginitis i intime forhold til mænd, der arbejdede i bagerier eller pizzeriaer, og stammer af S. cerevisiae fra prøver fra disse kvinders vagina viste sig at matche de stammer, som deres intime partnere brugte i værket., og prøver af de samme stammer blev også fundet på mænds hænder. [8] Samtidig var der ingen rapporter i den videnskabelige litteratur (fra 1999) om en sådan sygdom hos kvinder, der selv arbejdede i bagerier [8] . Individuelle tilfælde af vaginitis forårsaget af S. cerevisiae er blevet forbundet af læger med brugen af ​​hjemmebagegær [8] . Tilfælde af infektioner i mundhulen og svælget forårsaget af S. cerevisiae er også kendt [8] .

Invasive og systemiske infektioner

I sjældne tilfælde forårsager Saccharomyces serevisiae invasive infektioner (det vil sige, at det inficerer hovedblodbanen eller andre kropsvæsker, der normalt bør være sterile, eller indre organer, såsom lunger, lever, milt). En sådan infektion kan blive systemisk , det vil sige påvirke flere organer. Invasive mykoser forårsaget af Saccharomyces serevisiae er meget farlige - dødeligheden er mere end 30% selv med behandling. [8] [13]

Sammenlignet med invasive infektioner med Candida albicans er invasive infektioner med S. cerevisiae  ret sjældne [8] [14] , selv hos patienter svækket af cancer [14] . Så S. serevisiae forårsager fra 1% til 3,6% af hospitalssvampe [13] .

En invasiv infektion med Saccharomyces cerevisiae kan være porten til: translokation fra slimhinden (f.eks. mund eller tarme) eller et kontamineret venøst/arterielt kateter [12] . Disponerende faktorer for sådanne invasive infektioner er: tilstedeværelsen af ​​et venøst/arterielt kateter [13] , antibiotika [13] og immundefekt , som især kan være forårsaget af AIDS , leukæmi eller visse medicinske indgreb (f.eks. knoglemarv ) transplantation ) [8] .

40% af invasive mykoser forårsaget af Saccharomyces cerevisiae er S. cerevisiae boulardii , der bruges som en probiotisk stamme [13] . Mange af disse tilfælde er direkte relateret til tilsigtet medicinsk brug af S. cerevisiae boulardii , i andre tilfælde er der en nosokomiel infektion forbundet med indføringen af ​​patogenet i det venøse/arterielle kateter gennem hænderne på medicinsk personale eller evt. luften, hvor tørgær kommer ind, når posen åbnes.med S. cerevisiae boulardii (når en sundhedsarbejder åbner en pose for at give medicin til en af ​​patienterne på afdelingen) [15] [13] . Sammenlignet med andre S. cerevisiae-stammer er S. cerevisiae var. boulardii er mere tilbøjelige til at forårsage invasive infektioner hos ikke-immunkompromitterede mennesker [13] , selvom sådanne komplikationer er meget sjældne i den terapeutiske brug af dette probiotikum [15] .

Der kendes et tilfælde, hvor svampen Saccharomyces cerevisiae blev fundet i en enkelt lungeknude , kirurgisk fjernet fra lungen hos en person, hvis faglige aktivitet var forbundet med regelmæssige ophold i forskellige bagerier. Det antages, at infektionskilden i dette tilfælde var indånding af tørgærpulver. [16] [13] [10]

Sammenlignende virulens af forskellige stammer

Virulensen af ​​forskellige stammer af Saccharomyces cerevisiae  er forskellig. De fleste af de stammer, der findes i det naturlige miljø, er ikke i stand til at vokse ved temperaturer over 35 °C, hvilket er karakteristisk for kroppen af ​​mennesker og andre pattedyr. Virulente stammer er imidlertid i stand til at vokse ved temperaturer over 37°C og ofte op til 39°C, nogle gange endda op til 42°C. [10] Nogle stammer, der anvendes i industrien, har også evnen til at vokse ved temperaturer over 37 °C [8] . Ifølge kravene fra Den Europæiske Fødevaresikkerhedsautoritet må stammer af Saccharomyces cerevisiae , der er i stand til at vokse ved temperaturer over 37 °C, ikke have resistens over for svampedræbende lægemidler for at opnå en formodning om sikkerhed [17] .

Evnen til at vokse ved relativt høje temperaturer er ikke den eneste faktor, der påvirker virulensen af ​​en stamme [10] .

Tegn på virulens af en stamme af Saccharomyces cerevisiae betragtes ofte:

Nogle forskere betragter også evnen til at danne pseudohyfer [8] [10] som et tegn på virulens , selvom andre mener, at denne evne er lige så karakteristisk for både virulente og ikke-virulente stammer [10] .

Se også

Noter

  1. ↑ 1 2 Babyeva I.P. Saccharomycete-familien (Saccharomycetaceae) og andre grupper af gær // Planteliv / Ed. prof. M. V. Gorlenko . - M . : Uddannelse , 1976. - T. 2. Svampe. - S. 91-106. — 479 s.
  2. ↑ A. Goffeau, B. G. Barrell, H. Bussey, R. W. Davis, B. Dujon, H. Feldmann, F. Galibert, J. D. Hoheisel, C. Jacq, M. Johnston, E. J. Louis, H. W. Mewes, Y. Murakami, P. Philippsen, H. Tettelin & S. G. Oliver. Livet med 6000 gener  (engelsk)  // Videnskab . - 1996. - Bd. 274 , nr. 5287 . — S. 546, 563-567 . - doi : 10.1126/science.274.5287.546 . - . — PMID 8849441 . Arkiveret fra originalen den 21. november 2011.
  3. ↑ Introduktion til Molecular Genetics of Saccharomyces Yeast (DOC)
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Kelesidis T. , Pothoulakis Ch. Effekt og sikkerhed af det probiotiske Saccharomyces boulardii til forebyggelse og behandling af mave-tarmlidelser  (engelsk)  // Therapeutic Advances in Gastroenterology. - 2011. - 11. november ( bind 5 , nr. 2 ). - S. 111-125 . - doi : 10.1177/1756283X11428502 .
  5. ↑ 1 2 Szajewska H. , Kolodziej M. Systematisk gennemgang med meta-analyse: Saccharomyces boulardii i forebyggelse af antibiotika-associeret diarré  //  Alimentary Pharmacology & Therapeutics. - 2015. - Oktober ( bind 42 , nr. 7 ). - S. 793-801 . - doi : 10.1111/apt.13344 .
  6. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 McFarland LV Systematisk gennemgang og meta-analyse af Saccharomyces boulardii hos voksne patienter  //  World Journal of Gastroenterology. - 2010. - 14. maj ( bind 16 , nr. 18 ). - S. 2202-2222 . - doi : 10.3748/wjg.v16.i18.2202 .
  7. ↑ Szajewska H. , Horvath A. Kolodziej M. Systematisk gennemgang med meta-analyse: Saccharomyces boulardii tilskud og udryddelse af Helicobacter pylori-infektion  //  Alimentary Pharmacology & Therapeutics. - 2015. - Juni ( bind 41 , nr. 12 ). - S. 1237-1245 . - doi : 10.1111/lejlighed.13214 .
  8. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Murphy A. , Kavanagh K. Emergence of Saccharomyces cerevisiae as a human pathogen. Implikationer for bioteknologi  (engelsk)  // Enzyme and Microbial Technology. - 1999. - 15. juni ( bind 25 , nr. 7 ). - S. 551-557 . - doi : 10.1016/S0141-0229(99)00086-1 .
  9. ↑ 1 2 Endelig screeningsvurdering af Saccharomyces cerevisiae stamme F53 . - Canadas regering, 2017. - ISBN 978-0-660-07394-1 .
  10. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Anoop V. et al. Gennemgang af nuværende metoder til karakterisering af virulens og patogenicitetspotentiale af industrielle Saccharomyces cerevisiae-stammer over for mennesker  //  FEMS Gærforskning. - 2015. - 20. juli ( bind 15 , nr. 6 ). - doi : 10.1093/femsyr/fov057 .
  11. ↑ 1 2 3 Hallen-Adams HE , Suhr MJ Svampe i den sunde menneskelige mave-tarmkanal   // Virulens . - 2016. - 1. november ( bind 8 , nr. 3 ). - S. 352-358 . doi : 10.1080 / 21505594.2016.1247140 .
  12. ↑ 1 2 Pfaller M. , Diekema D. Epidemiology of Invasive Mycoses in North America  //  Critical Reviews in Microbiology. - 2010. - Februar ( bind 36 , nr. 1 ). - doi : 10.3109/10408410903241444 .
  13. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Enache-Angoulvant A. , Hennequin Ch. Invasiv Saccharomyces Infection: A Comprehensive Review  (engelsk)  // Clinical Infectious Diseases. - 2005. - 1. december ( bd. 41 , nr. 11 ). — S. 1559-1568 . - doi : 10.1086/497832 . — PMID 16267727 .
  14. ↑ 1 2 Chitasombat M. et al. Sjældne opportunistiske (ikke-Candida, ikke-Criptococcus) gærblodbaneinfektioner hos patienter med kræft  //  Journal of Infection. - 2012. - Januar ( bind 64 , nr. 1 ). - S. 68-75 . - doi : 10.1016/j.jinf.2011.11.002 .
  15. ↑ 1 2 Hennequin Ch. et al. Mulig rolle for katetre i Saccharomyces boulardii Fungemia  (engelsk)  // European Journal of Clinical Microbiology and Infectious Diseases. - 2000. - Februar ( bind 19 , nr. 1 ). - S. 16-20 . - doi : 10.1007/s100960050003 .
  16. ↑ Ren P. , Sridhar S. , Chaturvedi V. Brug af paraffin-indlejret væv til identifikation af Saccharomyces cerevisiae i en Baker's Lung Nodule ved svampe-PCR og nukleotidsekvensering  //  Journal of Clinical Microbiology. - 2004. - Juni ( bind 42 , nr. 6 ). - S. 2840-2842 . - doi : 10.1128/JCM.42.6.2840-2842.2004 .
  17. ↑ Ricci A. et al. Opdatering af listen over QPS-anbefalede biologiske agenser, der bevidst er tilsat fødevarer eller foder, som anmeldt til EFSA 5  //  EFSA Journal. - 2017. - 17. marts ( bind 15 , nr. 3 ). doi : 10.2903 /j.efsa.2017.4663 .

Links

 Modelorganismer i biologisk forskning