Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae

S. cerevisiae under mikroskopet
vetenskaplig klassificering
Domän:eukaryoterRike:SvamparUnderrike:högre svamparAvdelning:AscomycetesUnderavdelning:Saccharomycotina O.E. Erikss. & Winka , 1997Klass:Saccharomycetes ( Saccharomycetes G. Winter , 1880 )Ordning:SaccharomycetesFamilj:SaccharomycetesSläkte:SaccharomycesSe:Saccharomyces cerevisiae
Internationellt vetenskapligt namn
Saccharomyces cerevisiae Meyen ex ECHansen 1883

Bagerijäst [1] :96,102 ( lat.  Saccharomyces cerevisiae ) är en typ av encelliga mikroskopiska (5-10 mikron i diameter) svampar ( jäst ) från klassen Saccharomycetes , som också används i stor utsträckning vid tillverkning av alkoholhaltiga och bageriprodukter . som i vetenskaplig forskning. År 1996 blev bagerijäst den första eukaryot som fick sitt genom fullständigt sekvenserat [2] .

Livscykel

Saccharomyces cerevisiae- celler förökar sig vegetativt genom knoppning. Först uppträder en utväxt på modercellen, sedan sker mitotisk delning av kärnan, bildandet av en cellvägg och separation av celler från varandra. Modercellen är ärrad av knoppning, vilket gör det möjligt att bestämma dess ålder. Vanligtvis kan modercellen bilda 20-30 knoppar.

Jästceller kan vara i ett av två stabila tillstånd (faser): haploida ( sfäroider ) och diploida ( ellipsoider ), som anses vara olika generationer. Under varje fas reproducerar bagerijäst sig vegetativt genom knoppning. Den diploida fasen dominerar i bagerijäst. Den går in i den haploida fasen genom att haploida ascosporer bildas som ett resultat av meios . Den haploida fasen passerar in i den diploida genom sammansmältning av haploida celler som bildas från ascosporer [1] :96-97 .

För odling är de optimala förhållandena en lösning av jästextrakt vid en temperatur på 30 ° C, innehållande pepton och glukos .

Vetenskaplig betydelse

Saccharomyces cerevisiae  är en av de mest studerade modellorganismerna , på exemplet på vilka eukaryota celler studeras , de är lätta att odla och har låg patogenicitet för människokroppen. Jämfört med E. coli ( Escherichia coli ) innehåller en jästcell flera gånger mer DNA och har en mer komplex organisation än bakterier . Celler förblir livskraftiga även med flera genetiska markörer i sin genotyp , vilket är väsentligt ur genteknikens synvinkel [3] .

Använd som probiotika

Jästen Saccharomyces cerevisae används inom medicin och djurhållning som ett probiotikum . I synnerhet stammen Saccharomyces cerevisae var. boulardii .

Ett antal kliniska studier har visat den möjliga nyttan av S. cerevisae var. boulardii för att förebygga eller behandla vissa tarmsjukdomar [4] . Det finns bevis av måttlig kvalitet för effektiviteten av denna probiotika för att minska risken för diarré under antibiotikabehandling (hos både barn och vuxna) [5] [4] [6] och även för att minska risken för biverkningar vid utrotning av Helicobacter pylori [7 ] [4] [6] . Dessutom finns det vissa bevis för effekten av S. cerevisae var. boulardii för att förhindra (men inte behandla) " resenärdiarré " [4] [6] och som ett komplement vid behandling av akut diarré hos vuxna och barn och kronisk diarré hos barn [4] .

Saccharomyces cerevisae var. boulardii anses säkert som läkemedel [6] . Under kliniska prövningar tolererades denna probiotika väl av patienter, och frekvensen av biverkningar liknade deras frekvens i kontrollgrupper [5] . Under kliniska prövningar registrerades inga fall av svampinfektion orsakad av denna mikroorganism [6] .

Samtidigt kan fall av svampsjukdom orsakas av Saccharomyces cerevisiae och i synnerhet Saccharomyces cerevisiae var. boulardii [6] [4] . Riskgruppen består av patienter med immunbrist samt patienter med central venkateter . Vissa experter tror att S. cerevisiae var. boulardii bör inte användas för att behandla sådana individer [6] , medan andra anser att endast vederbörlig försiktighet bör iakttas [4] .

Saccharomyces cerevisiae som patogen hos människor

Saccharomyces cerevisiae är en opportunistisk patogen med relativt låg virulens [8] . Trots den utbredda användningen av denna mikroorganism både i industrin och i hemmet är infektioner orsakade av den sällsynta [9] . Jästsvampar av denna art finns på huden, på slemhinnorna i munhålan , svalget , mag-tarmkanalen och slidan hos friska människor [10] . I synnerhet visar en översiktspublikation som sammanfattar data från ett antal studier förekomsten av S. cerevisiae i 6 % av proverna som tagits från tarmarna hos friska människor [11] . Vissa experter anser att S. cerevisiae är en del av den friska mikrofloran i den mänskliga mag-tarmkanalen, andningsvägarna och slidan [12] . Andra tyder på att jästen från denna art, som finns i människokroppen, är av externt ursprung (kommer med mat) och bara kan behållas under en tid [13] [11] . Experiment visar alltså att när denna typ av jäst avsiktligt tas av friska frivilliga, försvinner de från tarmarna inom fem dagar efter att intaget stoppats [11] [9] .

Under vissa förhållanden, till exempel med minskad immunitet, kan Saccharomyces cerevisiae orsaka en infektionssjukdom hos människor. I synnerhet orsakar denna svamp ibland vaginit hos kvinnor . Enligt ett antal studier kan andelen vaginit orsakad av S. cerevisiae vara 0,45-1,06 % av alla fall av vaginit orsakad av jästsvamp. I vissa fall var kvinnor med S. cerevisiae vaginitis i intima relationer med män som arbetade på bagerier eller pizzerior, och stammar av S. cerevisiae från prover från dessa kvinnors vagina visade sig matcha de stammar som användes av deras intima partner i verket, och prover av samma stammar hittades också på mäns händer. [8] Samtidigt fanns det inga rapporter i den vetenskapliga litteraturen (från 1999) om en sådan sjukdom hos kvinnor som själva arbetade i bagerier [8] . Individuella fall av vaginit orsakad av S. cerevisiae har kopplats av medicinsk personal till användningen av hembakningsjäst [8] . Fall av infektioner i munhålan och svalget orsakade av S. cerevisiae är också kända [8] .

Invasiva och systemiska infektioner

I sällsynta fall orsakar Saccharomyces serevisiae invasiva infektioner (det vill säga infekterar huvudblodet eller andra kroppsvätskor som normalt bör vara sterila, eller inre organ, såsom lungor, lever, mjälte). En sådan infektion kan bli systemisk , det vill säga påverka flera organ. Invasiva mykoser orsakade av Saccharomyces serevisiae är mycket farliga - dödligheten är mer än 30% även med behandling. [8] [13]

Jämfört med invasiva infektioner med Candida albicans är invasiva infektioner med S. cerevisiae  ganska sällsynta [8] [14] , även hos patienter som är försvagade av cancer [14] . Så S. serevisiae orsakar från 1% till 3,6% av sjukhussvamp [13] .

En invasiv infektion med Saccharomyces cerevisiae kan vara porten till: translokation från slemhinnan (t.ex. mun eller tarmar) eller en kontaminerad venös/artärkateter [ 12] . Predisponerande faktorer för sådana invasiva infektioner är: förekomsten av en venös/artärkateter [13] , antibiotika [13] och immunbrist , som kan orsakas av i synnerhet AIDS , leukemi eller vissa medicinska ingrepp (till exempel benmärg) transplantation ) [8] .

40 % av invasiva mykoser orsakade av Saccharomyces cerevisiae är S. cerevisiae boulardii som används som en probiotisk stam [13] . Många av dessa fall är direkt relaterade till avsiktlig medicinsk användning av S. cerevisiae boulardii , i andra fall finns det en nosokomial infektion i samband med införandet av patogenen i den venösa/artärkatetern genom händerna på medicinsk personal eller, möjligen, från luften, där torrjäst kommer in när påsen öppnas.med S. cerevisiae boulardii (när en sjukvårdspersonal öppnar en påse för att ge medicin till en av patienterna på avdelningen) [15] [13] . Jämfört med andra S. cerevisiae-stammar, S. cerevisiae var. boulardii är mer benägna att orsaka invasiva infektioner hos icke-immunkomprometterade personer [13] , även om sådana komplikationer är mycket sällsynta vid terapeutisk användning av detta probiotika [15] .

Ett fall är känt när svampen Saccharomyces cerevisiae hittades i en enda lungnod , kirurgiskt avlägsnad från lungan hos en person vars yrkesverksamhet var förknippad med regelbundna vistelser i olika bagerier. Det antas att infektionskällan i detta fall var inandning av torrjästpulver. [16] [13] [10]

Jämförande virulens av olika stammar

Virulensen hos olika stammar av Saccharomyces cerevisiae  är olika. De flesta av de stammar som finns i den naturliga miljön kan inte växa vid temperaturer över 35 °C, vilket är karakteristiskt för kroppen hos människor och andra däggdjur. Virulenta stammar kan dock växa vid temperaturer över 37°C och ofta upp till 39°C, ibland till och med upp till 42°C. [10] Vissa stammar som används inom industrin har också förmågan att växa vid temperaturer över 37 °C [8] . Enligt kraven från Europeiska myndigheten för livsmedelssäkerhet får stammar av Saccharomyces cerevisiae som kan växa vid temperaturer över 37 °C inte ha resistens mot svampdödande läkemedel för att anta säkerheten [17] .

Förmågan att växa vid relativt höga temperaturer är inte den enda faktorn som påverkar virulensen hos en stam [10] .

Tecken på virulens hos en stam av Saccharomyces cerevisiae anses ofta:

Vissa forskare anser också förmågan att bilda pseudohyfer [8] [10] som ett tecken på virulens , även om andra tror att denna förmåga är lika karakteristisk för både virulenta och icke-virulenta stammar [10] .

Se även

Anteckningar

  1. ↑ 1 2 Babyeva I.P. Saccharomycete-familjen (Saccharomycetaceae) och andra grupper av jäst // Plant Life / Ed. prof. M.V. Gorlenko . - M . : Education , 1976. - T. 2. Svampar. - S. 91-106. — 479 sid.
  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  (engelska)  // Vetenskap . - 1996. - Vol. 274 , nr. 5287 . — S. 546, 563-567 . - doi : 10.1126/science.274.5287.546 . - . — PMID 8849441 . Arkiverad från originalet den 21 november 2011.
  3. ↑ Introduktion till Molecular Genetics of Saccharomyces Yeast (DOC)
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Kelesidis T. , Pothoulakis Ch. Effekt och säkerhet av probiotikan Saccharomyces boulardii för förebyggande och terapi av gastrointestinala störningar  (engelska)  // Therapeutic Advances in Gastroenterology. - 2011. - 11 november ( vol. 5 , nr 2 ). - S. 111-125 . - doi : 10.1177/1756283X11428502 .
  5. ↑ 1 2 Szajewska H. , Kolodziej M. Systematisk översikt med metaanalys: Saccharomyces boulardii i prevention av antibiotika-associerad diarré  //  Alimentary Pharmacology & Therapeutics. - 2015. - Oktober ( vol. 42 , nr 7 ). - s. 793-801 . - doi : 10.1111/apt.13344 .
  6. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 McFarland LV Systematisk översyn och metaanalys av Saccharomyces boulardii hos vuxna patienter  //  World Journal of Gastroenterology. - 2010. - 14 maj ( vol. 16 , nr 18 ). - P. 2202-2222 . - doi : 10.3748/wjg.v16.i18.2202 .
  7. ↑ Szajewska H. , Horvath A. Kolodziej M. Systematisk översikt med metaanalys: Saccharomyces boulardii-tillskott och utrotning av Helicobacter pylori-infektion  //  Alimentary Pharmacology & Therapeutics. - 2015. - Juni ( vol. 41 , nr 12 ). - P. 1237-1245 . - doi : 10.1111/apt.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 för bioteknik  (engelska)  // Enzym and Microbial Technology. - 1999. - 15 juni ( vol. 25 , nr 7 ). - S. 551-557 . - doi : 10.1016/S0141-0229(99)00086-1 .
  9. ↑ 1 2 Slutlig screeningbedömning av Saccharomyces cerevisiae stam F53 . - Kanadas regering, 2017. - ISBN 978-0-660-07394-1 .
  10. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Anoop V. et al. Genomgång av nuvarande metoder för att karakterisera virulens och patogenicitetspotential hos industriella Saccharomyces cerevisiae-stammar mot människor  //  FEMS Yeast Research. - 2015. - 20 juli ( vol. 15 , nr 6 ). - doi : 10.1093/femsyr/fov057 .
  11. ↑ 1 2 3 Hallen-Adams HE , Suhr MJ Svampar i den friska mänskliga mag-tarmkanalen   // Virulens . - 2016. - 1 november ( vol. 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. - Februari ( vol. 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  (engelska)  // Clinical Infectious Diseases. - 2005. - 1 december ( vol. 41 , nr 11 ). — S. 1559-1568 . - doi : 10.1086/497832 . — PMID 16267727 .
  14. ↑ 1 2 Chitasombat M. et al. Sällsynta opportunistiska (icke-Candida, icke-Criptococcus) jästblodsinfektioner hos patienter med cancer  //  Journal of Infection. - 2012. - Januari ( vol. 64 , nr 1 ). - S. 68-75 . - doi : 10.1016/j.jinf.2011.11.002 .
  15. ↑ 1 2 Hennequin Ch. et al. Möjlig roll för katetrar i Saccharomyces boulardii Fungemia  (engelska)  // European Journal of Clinical Microbiology and Infectious Diseases. - 2000. - Februari ( vol. 19 , nr 1 ). - S. 16-20 . - doi : 10.1007/s100960050003 .
  16. ↑ Ren P. , Sridhar S. , Chaturvedi V. Användning av paraffin-inbäddad vävnad för identifiering av Saccharomyces cerevisiae i en Baker's Lung Nodule genom Fungal PCR och Nucleotide Sequencing  //  Journal of Clinical Microbiology. - 2004. - Juni ( vol. 42 , nr 6 ). - P. 2840-2842 . - doi : 10.1128/JCM.42.6.2840-2842.2004 .
  17. ↑ Ricci A. et al. Uppdatering av listan över QPS-rekommenderade biologiska agens som avsiktligt tillsatts i livsmedel eller foder enligt anmälan till EFSA 5  //  EFSA Journal. - 2017. - 17 mars ( vol. 15 , nr 3 ). doi : 10.2903 /j.efsa.2017.4663 .

Länkar

 Modellorganismer i biologisk forskning