Aspergillus | ||||||||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Konidier i Aspergillus niger | ||||||||||||||
vetenskaplig klassificering | ||||||||||||||
|
||||||||||||||
latinskt namn | ||||||||||||||
Aspergillus P. Micheli ex Haller , 1768 | ||||||||||||||
Typer | ||||||||||||||
Flera hundra, [1] inklusive:
| ||||||||||||||
|
Aspergillus , även aspergillus ( lat. Aspergillus ), är ett släkte av högre aeroba mögelsvampar , som omfattar flera hundra arter fördelade över hela världen under olika klimatförhållanden. Aspergillus växer bra på olika substrat och bildar platta, fluffiga kolonier, initialt vita , och sedan, beroende på art, antar de olika färger associerade med svampmetaboliter och sporbildning. Svampens mycel är mycket stark, med skiljeväggar som är karakteristiska för högre svampar. Aspergillus sprids av sporer som bildas asexuellt, vilket är typiskt för hela klassen i allmänhet. Samtidigt kan Aspergillus fumigatus [2] föröka sig sexuellt. "Aspergillus" katalogiserades första gången 1729 av den italienske prästen och biologen Pier Antonio Micheli . Synen av svampen under ett mikroskop påminde Micheli om formen av en heligt vattensprinkler (Aspergillum, från latin spargere , att strö), och han namngav släktet i enlighet därmed [3] . Idag syftar namnet Aspergillus också på asexuella sporbildande strukturer, liknande alla Aspergillus. Det är redan känt att ungefär en tredjedel av alla arter också har en sexuell utvecklingsfas [1] .
Aspergillus klassificeras som en deuteromycetesvamp som inte har ett sexuellt utvecklingsstadium. Med tillkomsten av DNA- analysdata har det blivit mer sannolikt att alla medlemmar av släktet Aspergillus är nära släkt med Ascomycetes och bör betraktas som medlemmar av Ascomycetes. Representanter för släktet har förmågan att växa varhelst det finns en hög osmotisk koncentration (starka lösningar av socker, salt, etc.), och är mycket resistenta mot miljöpåverkan. Aspergillus-arter är mycket aeroba och kan hittas i nästan alla syrerika miljöer, där de vanligtvis växer som en mögel på ytan av substratet som en konsekvens av hög syreanrikning. Vanligtvis växer svampar på kolrika substrat såsom monosackarider (t.ex. glukos ) och polysackarider (t.ex. amylos ). Aspergillus-arter är en vanlig förorening av stärkelsehaltiga livsmedel (som bröd och potatis) och växer i eller på ytan av många växter och träd.
Förutom tillväxt på kolkällor uppvisar många arter av släktet Aspergillus oligotrofi , det vill säga förmågan att växa i näringsfattiga miljöer eller under förhållanden med fullständig frånvaro av viktiga näringsämnen. Ett utmärkt exempel på detta är A. niger , som kan hittas som växer på fuktiga väggar som en viktig komponent i dunmögel .
Aspergillus-arter är medicinskt och kommersiellt viktiga. Vissa arter kan infektera människor och andra djur. Vissa infektioner som hittats hos djur har studerats i åratal; medan andra arter som finns i djur har beskrivits som nya och specifika för sjukdomen som studeras. Andra var kända som namn som redan användes för organismer som saprofyter . Över 60 Aspergillus-arter är betydande medicinska patogener [4] . Det finns ett antal mänskliga sjukdomar som öroninfektion, hudskador och sår som klassificeras som mycetom .
Andra arter är viktiga inom industrin vid tillverkning av enzympreparat. Till exempel är sprit som japansk sake att föredra att göras med ris eller andra stärkelsehaltiga ingredienser (som kassava ), istället för druvor eller mältat korn. Typiska mikroorganismer som används vid framställning av alkohol, såsom jästsvampar av släktet Saccharomycetes , kan inte jäsa stärkelse. Därför används kojiformar (som Aspergillus oryzae ) för att bryta ner stärkelse till enklare sockerarter . Aspergillus oryzae , Aspergillus sojae , Aspergillus tamari används för att göra sojasås , samt olika typer av sojapasta - miso , dwenjan och andra.
I Kina används aspergillus ( Aspergillus acidus ) vid jäsning av shu pu-erh te och i Japan katsuobushi , en halvfabrikat gjord av tonfisk .
Aspergillus-svampar används ofta för att bestämma innehållet av oorganiska katjoner och anjoner. Representanter för släktet Aspergillus är också källor till naturliga ämnen som kan användas vid framställning av läkemedel för behandling av olika mänskliga sjukdomar [5] . Den kanske mest använda är Aspergillus niger som huvudkällan för citronsyra [6] [7] . Denna organism tillhandahåller 99% av världens produktion av citronsyra - mer än 1,4 miljoner ton per år. A. niger används också ofta för att producera sanna (native) och främmande enzymer , inklusive glukosoxidas och hönsäggvitelysozym . Kulturen odlas sällan på ett fast substrat (även om denna praxis fortfarande är vanlig i Japan), oftare odlas den som en djupkultur i en bioreaktor . Med denna metod kan du noggrant kontrollera viktiga parametrar och uppnå maximal produktivitet. Denna process underlättar också avsevärt separationen av målkemikalien eller enzymet från odlingsmediet och är därför mycket mer kostnadseffektiv.
A. nidulans har använts som testorganism i många år. Den italienske genetikern och mikrobiologen Guido Pontecorvo använde svampen för att demonstrera den parasexuella processen hos svampar. A. nidulans var nyligen en av de första organismerna som ficksitt genom sekvenserat av institutets forskareBrad Sedan 2008 har genomen från ytterligare sju medlemmar av Aspergillus -släktet sekvenserats : kommersiellt använda A. niger (två stammar), A. oryzae och A. terreus , A. fischerianus ( Neosartorya fischeri ), A. flavus och A. fumigatus (två stammar) [8] . A. fischerianus är nästan aldrig patogen, men är nära besläktad med den vanligt förekommande patogenen A. fumigatus ; den har delvis sekvenserats för att bättre förstå patogenicitetsmekanismerna för A. fumigatus [9] .
Av de 250 Aspergillus-arterna har cirka 64% inte ett känt sexuellt stadium [10] . Det blir dock allt tydligare att många av dessa arter sannolikt har ett ännu oidentifierat sexuellt stadium [10] . Sexuell reproduktion hos svampar sker på två fundamentalt olika sätt. Dessa är utkorsning (korsning) i heterohallomiska svampar, under vilken två olika individer byter kärnor, och självbefruktning i homotallomiska svampar, där båda kärnorna kommer från samma individ. Under senare år har sexuella cykler upptäckts hos ett stort antal arter som tidigare ansågs asexuella. Dessa upptäckter återspeglar fokus för aktuell empirisk forskning om arter som är specifikt relaterade till människor. Några arter för vilka sexuell reproduktion nyligen har bekräftats beskrivs nedan.
Dessa resultat av studier av Aspergillus-arter överensstämmer med data som samlats i studien av andra eukaryota arter och indikerar den sannolika förekomsten av sexuellt beteende hos en gemensam förfader till alla eukaryoter [15] [16] [17] . A. nidulans är en homohallomisk svamp som kan självbefruktas. Självbefruktning innebär aktivering av samma sexuella reproduktionsvägar som hos utkorsande arter. Detta betyder inte att självbefruktning går igenom de nödvändiga stadierna som är karakteristiska för utkorsning, utan att det istället krävs aktivering av dessa mekanismer inom en enda representant för arten. [18] Den stora majoriteten av Aspergillus-arter som uppvisar sexuella cykler är homohallomösa (självfertila) till sin natur [19] . Denna observation tyder på att Aspergillus-arter i allmänhet kan upprätthålla sexuell reproduktion, även om nivån av genetisk mångfald hos avkomman är låg som en konsekvens av homotalmisk självbefruktning. A. fumigatus är en homohallomisk (outcrossing) svamp som förekommer i områden som varierar mycket i klimat och miljöförhållanden. Denna art uppvisar också en låg grad av variation både inom geografiska regioner och på planetarisk skala [20] , vilket återigen antyder att sexuell reproduktion - i detta fall reproduktion genom utkorsning - kan bestå även med en låg grad av genetisk variabilitet.
Den samtidiga publiceringen av tre manuskript om Aspergillus-genomet i naturen i december 2005 gjorde detta släkte till det ledande ämnet för jämförande genomikforskning bland filamentösa svampar. Liksom de flesta genomiska projekt har dessa ansträngningar genomförts av stora sekvenseringscentra i samarbete med relevanta forskargrupper. Till exempel har Institutet för genomforskning TIGR) med A. fumigatus -gemenskapen A. nidulans sekvenserades vid Eli och Edith Brad Institute oryzae sekvenserades i Japan vid National Institute of Advanced Industry and Technology Joint Genome Institute Energy har publicerat sekvenserade data om genomet av en A. niger -stam som används för att producera citronsyra. TIGR, nu omdöpt till Venter Institute för närvarande A. flavus Genome Project [ 21 ] Storleken på sekvenserade genom från olika aspergillus-arter sträcker sig från 29,3 Mb i A. fumigatus och 37,1 Mb i A. oryzae , medan antalet förutsagda gener varierar från ~9926 i A. fumigatus till ~12,071 i A. oryzae . Genomstorleken för den enzymproducerande A. niger -stammen är medelstor och är 33,9 Mb [1] .
Vissa arter av aspergillus orsakar allvarliga sjukdomar hos människor och djur. De vanligaste patogena arterna är A. fumigatus och A. flavus , som producerar aflatoxiner , som är både toxiner och hepatokarcinogener . De kan förorena mat som nötter, frön och spannmål. Vanliga orsaker till olika sjukdomar är fumigatus och Aspergillus clavatus arter Andra arter är viktiga som växtpatogener. Medlemmar av släktet Aspergillus orsakar sjukdom i många spannmål, särskilt majs ; vissa syntetiserar mykotoxiner , inklusive aflatoxin.
Aspergillos är en grupp sjukdomar som orsakas av svampar av släktet Aspergillus. Den vanligaste subtypen av sinusinfektioner i samband med aspergillos orsakas av A. fumigatus [22] . Symtom inkluderar feber, hosta, bröstsmärtor eller andnöd (andnöd), som också uppstår med många andra tillstånd och kan göra diagnosen svår. Vanligtvis är endast patienter med ett redan försvagat immunförsvar eller de som lider av andra smärtsamma lungtillstånd mottagliga. De huvudsakliga formerna av sjukdomen hos människor är [23] [24] :
Oftast kommer svampen in genom andningsvägarna och munnen och kan påverka både andningssystemet och det centrala nervsystemet , matsmältningskanalen , huden, känselorganen och reproduktionssystemet. Aspergillus meningit eller encefalit slutar i de flesta fall med döden. Det finns också svampinfektioner i mjälte , njurar och ben med aspergillus, men för det mesta orsakas de av en sekundär infektion . Respiratorisk aspergillos diagnostiseras ofta hos fåglar, och vissa arter av Aspergillus är kända för att infektera insekter [4] .
Ordböcker och uppslagsverk |
| |||
---|---|---|---|---|
Taxonomi | ||||
|