Saccharomyces cerevisiae

Saccharomyces cerevisiae

S. cerevisiae mikroskoopin alla
tieteellinen luokittelu
Verkkotunnus:eukaryootitKuningaskunta:SienetAlavaltakunta:korkeampia sieniäOsasto:AscomycetesAlaosasto:Saccharomycotina O.E. Erikss. ja Winka , 1997Luokka:Saccharomycetes ( Saccharomycetes G.Winter , 1880 )Tilaus:SaccharomycetesPerhe:SaccharomycetesSuku:SaccharomycesNäytä:Saccharomyces cerevisiae
Kansainvälinen tieteellinen nimi
Saccharomyces cerevisiae Meyen ex ECHansen 1883

Leipomohiiva [1] :96 102 ( lat.  Saccharomyces cerevisiae ) on yksisoluinen mikroskooppinen (halkaisijaltaan 5-10 mikronia ) sieni ( hiiva ) Saccharomycetes -luokasta , jota käytetään laajalti myös alkoholi- ja leipomotuotteiden valmistuksessa. kuten tieteellisessä tutkimuksessa. Vuonna 1996 leipomohiivasta tuli ensimmäinen eukaryootti , jonka genomi sekvensoitiin kokonaan [ 2] .

Elinkaari

Saccharomyces cerevisiae -solut lisääntyvät vegetatiivisesti orastumalla. Ensin emosoluun ilmestyy uloskasvu, sitten tapahtuu ytimen mitoottinen jakautuminen, soluseinän muodostuminen ja solujen erottaminen toisistaan. Emäsolu on arpeutunut silmujen vuoksi, mikä mahdollistaa sen iän määrittämisen. Yleensä emosolu voi muodostaa 20-30 silmua.

Hiivasolut voivat olla toisessa kahdesta stabiilista tilasta (vaiheesta): haploidi ( sferoidit ) ja diploidi ( ellipsoidit ), joita pidetään eri sukupolveina. Jokaisen vaiheen aikana leivinhiiva lisääntyy kasvullisesti silmuttamalla. Diploidifaasi hallitsee leivinhiivaa. Se siirtyy haploidiseen vaiheeseen muodostamalla haploidisia askosporeja meioosin seurauksena . Haploidifaasi siirtyy diploidiseen faasiin askosporeista muodostuneiden haploidisten solujen fuusiossa [1] :96-97 .

Viljelylle optimaaliset olosuhteet ovat 30 °C:n lämpötilassa oleva hiivauutteen liuos, joka sisältää peptonia ja glukoosia .

Tieteellinen merkitys

Saccharomyces cerevisiae  on yksi tutkituimmista malliorganismeista , jonka esimerkissä tutkitaan eukaryoottisoluja , ne ovat helppoja kasvattaa ja niillä on alhainen patogeenisyys ihmiskeholle. E. coliin ( Escherichia coli ) verrattuna hiivasolu sisältää useita kertoja enemmän DNA :ta ja sillä on monimutkaisempi organisaatio kuin bakteerit . Solut pysyvät elinkykyisinä, vaikka niiden genotyypissä on useita geneettisiä markkereita , mikä on geenitekniikan kannalta oleellista [3] .

Käytä probioottina

Saccharomyces cerevisae -hiivaa käytetään lääketieteessä ja karjanhoidossa probioottina . Erityisesti kanta Saccharomyces cerevisae var. boulardii .

Useat kliiniset tutkimukset ovat osoittaneet S. cerevisae var. boulardii ehkäisemään tai hoitamaan tiettyjä suolistosairauksia [4] . Tämän probiootin tehokkuudesta on saatu kohtalaisen laadukasta näyttöä ripulin riskin vähentämisessä antibioottihoidon aikana (sekä lapsilla että aikuisilla) [5] [4] [6] ja myös sivuvaikutusten riskin vähentämisessä helikobakteerin hävittämisessä . pylori [7 ] [4] [6] . Lisäksi on olemassa näyttöä S. cerevisae var. boulardii ehkäisemään (mutta ei hoitamaan) " matkustajan ripulia " [4] [6] ja lisäaineena aikuisten ja lasten akuutin ripulin sekä lasten kroonisen ripulin hoidossa [4] .

Saccharomyces cerevisae var. boulardiia pidetään turvallisena lääkkeenä [6] . Kliinisissä tutkimuksissa potilaat sietävät tätä probioottia hyvin, ja haittavaikutusten esiintymistiheys oli samanlainen kuin vertailuryhmissä [5] . Kliinisissä tutkimuksissa ei havaittu tämän mikro-organismin aiheuttamia fungemiatapauksia [6] .

Samaan aikaan Saccharomyces cerevisiaen ja erityisesti Saccharomyces cerevisiae var. boulardii [6] [4] . Riskiryhmään kuuluvat potilaat, joilla on immuunivajavuus , sekä potilaat, joilla on keskuslaskimokatetri . Jotkut asiantuntijat uskovat, että S. cerevisiae var. boulardii -valmistetta ei pitäisi käyttää tällaisten yksilöiden hoitoon [6] , kun taas toiset uskovat, että vain asianmukaista varovaisuutta tulisi noudattaa [4] .

Saccharomyces cerevisiae patogeenina ihmisissä

Saccharomyces cerevisiae on opportunistinen patogeeni , jolla on suhteellisen alhainen virulenssi [8] . Huolimatta tämän mikro-organismin laajasta käytöstä sekä teollisuudessa että kotona, sen aiheuttamat infektiot ovat harvinaisia ​​[9] . Tämän lajin hiivoja löytyy terveiden ihmisten iholta, suuontelon , nielun , ruoansulatuskanavan ja emättimen limakalvoilta [10] . Erityisesti eräs katsausjulkaisu, jossa on yhteenveto useista tutkimuksista, osoittaa S. cerevisiaen esiintymisen 6 %:ssa terveiden ihmisten suolistosta otetuista näytteistä [11] . Jotkut asiantuntijat pitävät S. cerevisiae -bakteeria osana ihmisen maha-suolikanavan, hengitysteiden ja emättimen tervettä mikroflooraa [12] . Toiset ehdottavat, että tämän lajin ihmiskehossa esiintyvä hiiva on ulkoista alkuperää (tulee ruoan mukana) ja se voi säilyä vain jonkin aikaa [13] [11] . Siten kokeet osoittavat, että kun terveet vapaaehtoiset ottavat tarkoituksella tämän tyyppistä hiivaa, ne katoavat suolistosta viiden päivän kuluessa nauttimisen lopettamisen jälkeen [11] [9] .

Tietyissä olosuhteissa, esimerkiksi immuniteetin heikkeneessä, Saccharomyces cerevisiae voi aiheuttaa tartuntataudin ihmisissä. Erityisesti tämä sieni aiheuttaa joskus emätintulehdusta naisilla . Useiden tutkimusten mukaan S. cerevisiaen aiheuttamien vaginiittien osuus voi olla 0,45-1,06 % kaikista hiivasienten aiheuttamista vaginiittitapauksista. Joissakin tapauksissa naiset, joilla oli S. cerevisiae -emätintulehdus , olivat intiimeissä suhteissa leipomoissa tai pizzeroissa työskennelleiden miesten kanssa, ja näiden naisten emättimestä otettujen S. cerevisiae -kantojen havaittiin vastaavan heidän intiimikumppaninsa vuonna 2010 käyttämiä kantoja. työ. , ja näytteitä samoista kannoista löydettiin myös miesten käsistä. [8] Samaan aikaan tieteellisessä kirjallisuudessa (vuodesta 1999) ei ollut raportteja tällaisesta sairaudesta naisilla, jotka itse työskentelivät leipomoissa [8] . Lääketieteen ammattilaiset ovat yhdistäneet yksittäisiä S. cerevisiaen aiheuttamia vaginiittitapauksia kotileivontahiivan käyttöön [8] . Tunnetaan myös S. cerevisiaen aiheuttamia suuontelon ja nielun infektioita [8] .

Invasiiviset ja systeemiset infektiot

Harvinaisissa tapauksissa Saccharomyces serevisiae aiheuttaa invasiivisia infektioita (eli se tartuttaa pääverenkiertoa tai muita kehon nesteitä, joiden pitäisi normaalisti olla steriilejä, tai sisäelimiä, kuten keuhkoja, maksaa, perna). Tällainen infektio voi tulla systeemiseksi , eli vaikuttaa useisiin elimiin. Saccharomyces serevisiaen aiheuttamat invasiiviset mykoosit ovat erittäin vaarallisia - kuolleisuus on yli 30 % jopa hoidolla. [8] [13]

Verrattuna invasiivisiin Candida albicans -infektioihin, invasiiviset S. cerevisiae -infektiot  ovat melko harvinaisia ​​[8] [14] , jopa syövän heikentämillä potilailla [14] . Joten S. serevisiae aiheuttaa 1 % - 3,6 % sairaalafungemiasta [13] .

Invasiivinen Saccharomyces cerevisiae -infektio voi olla portti: siirtymiseen limakalvolta (esim. suusta tai suolistosta) tai kontaminoituneeseen laskimo-/valtimokatetriin [ 12] . Tällaisille invasiivisille infektioille altistavia tekijöitä ovat: laskimo-/valtimokatetrin läsnäolo [13] , antibiootit [13] ja immuunipuutos , jonka voi aiheuttaa erityisesti AIDS , leukemia tai tietyt lääketieteelliset toimenpiteet (esim. luuydin elinsiirto ) [8] .

40 % Saccharomyces cerevisiaen aiheuttamista invasiivisista mykooseista on S. cerevisiae boulardii -bakteeria , jota käytetään probioottisena kannana [13] . Monet näistä tapauksista liittyvät suoraan S. cerevisiae boulardii -bakteerin tarkoitukselliseen lääketieteelliseen käyttöön , toisissa tapauksissa kyseessä on sairaalainfektio, joka liittyy taudinaiheuttajan joutumiseen laskimo-/valtimokatetriin lääkintähenkilöstön käsien kautta tai mahdollisesti ilma, johon kuivahiiva pääsee pussia avattaessa S. cerevisiae boulardii (kun terveydenhuollon työntekijä avaa pussin antaakseen lääkettä yhdelle osastolla olevista potilaista) [15] [13] . Muihin S. cerevisiae -kantoihin verrattuna S. cerevisiae var. boulardii aiheuttaa todennäköisemmin invasiivisia infektioita ihmisillä, joilla ei ole immuunipuutetta [13] , vaikka tällaiset komplikaatiot ovat hyvin harvinaisia ​​tämän probiootin terapeuttisessa käytössä [15] .

Tunnetaan tapaus, jossa Saccharomyces cerevisiae -sieni löydettiin yhdestä keuhkosolmukkeesta , joka poistettiin kirurgisesti sellaisen henkilön keuhkoista, jonka ammatillinen toiminta liittyi säännölliseen oleskeluun eri leipomoissa. Tässä tapauksessa oletetaan, että tartuntalähde oli kuivahiivajauheen hengittäminen. [16] [13] [10]

Eri kantojen vertaileva virulenssi

Saccharomyces cerevisiae -kantojen virulenssi  on erilainen. Suurin osa luonnossa esiintyvistä kannoista ei pysty kasvamaan yli 35 °C:n lämpötiloissa, mikä on tyypillistä ihmisen ja muiden nisäkkäiden keholle. Virulentit kannat pystyvät kuitenkin kasvamaan yli 37 °C:n lämpötiloissa ja usein jopa 39 °C:ssa, joskus jopa 42 °C:ssa. [10] Jotkut teollisuudessa käytetyt kannat kykenevät myös kasvamaan yli 37 °C:n lämpötiloissa [8] . Euroopan elintarviketurvallisuusviranomaisen vaatimusten mukaan Saccharomyces cerevisiae -kannat , jotka voivat kasvaa yli 37 °C:n lämpötiloissa, eivät saa olla vastustuskykyisiä sienilääkkeille, jotta saataisiin turvallisuusolettama [17] .

Kyky kasvaa suhteellisen korkeissa lämpötiloissa ei ole ainoa tekijä, joka vaikuttaa kannan virulenssiin [10] .

Saccharomyces cerevisiae -kannan virulenssin merkkejä otetaan usein huomioon:

Jotkut tutkijat pitävät myös kykyä muodostaa pseudohyphae [8] [10] virulenssin merkkinä , vaikka toiset uskovat, että tämä kyky on yhtä tyypillinen sekä virulenteille että ei-virulenteille kannoille [10] .

Katso myös

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 Babyeva I.P. Saccharomycete-perhe (Saccharomycetaceae) ja muut hiivaryhmät // Plant Life / Toim. prof. M. V. Gorlenko . - M . : Koulutus , 1976. - T. 2. Sienet. - 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 ja S. G. Oliver. Elämä 6000 geenin kanssa  (englanniksi)  // Tiede . - 1996. - Voi. 274 , nro. 5287 . - s. 546, 563-567 . - doi : 10.1126/tiede.274.5287.546 . - . — PMID 8849441 . Arkistoitu alkuperäisestä 21. marraskuuta 2011.
  3. ↑ Johdatus Saccharomyces-hiivan (DOC) molekyyligenetiikkaan
  4. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 Kelesidis T. , Pothoulakis Ch. Probiootin Saccharomyces boulardii teho ja turvallisuus ruoansulatuskanavan häiriöiden ehkäisyyn ja hoitoon  (englanniksi)  // Therapeutic Advances in Gastroenterology. - 2011. - 11. marraskuuta ( nide 5 , nro 2 ). - s. 111-125 . - doi : 10.1177/1756283X11428502 .
  5. ↑ 1 2 Szajewska H. , Kolodziej M. Systemaattinen katsaus meta-analyysiin: Saccharomyces boulardii antibioottien aiheuttaman ripulin ehkäisyssä  //  Alimentary Pharmacology & Therapeutics. - 2015. - lokakuu ( osa 42 , nro 7 ). - s. 793-801 . - doi : 10.1111/apt.13344 .
  6. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 McFarland LV Saccharomyces boulardii -bakteerin systemaattinen katsaus ja meta-analyysi aikuispotilailla  //  World Journal of Gastroenterology. - 2010. - 14. toukokuuta ( osa 16 , nro 18 ). - P. 2202-2222 . - doi : 10.3748/wjg.v16.i18.2202 .
  7. ↑ Szajewska H. , Horvath A. Kolodziej M. Systemaattinen katsaus meta-analyysillä: Saccharomyces boulardii -lisäys ja Helicobacter pylori -infektion hävittäminen  //  Alimentary Pharmacology & Therapeutics. - 2015. - Kesäkuu ( osa 41 , nro 12 ). - s. 1237-1245 . - doi : 10.1111/apt.13214 .
  8. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Murphy A. , Kavanagh K. Saccharomyces cerevisiaen esiintyminen ihmisen patogeenina. Implikations for biotechnology  (englanti)  // Enzyme and Microbial Technology. - 1999. - 15. kesäkuuta ( nide 25 , nro 7 ). - s. 551-557 . - doi : 10.1016/S0141-0229(99)00086-1 .
  9. ↑ 1 2 Saccharomyces cerevisiae -kannan F53 lopullinen seulontaarviointi . - Kanadan hallitus, 2017. - ISBN 978-0-660-07394-1 .
  10. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Anoop V. et al. Katsaus nykyisiin menetelmiin teollisten Saccharomyces cerevisiae -kantojen virulenssi- ja patogeenisuuspotentiaalin karakterisoimiseksi ihmisiin  //  FEMS Yeast Research. - 2015. - 20. heinäkuuta ( osa 15 , nro 6 ). - doi : 10.1093/femsyr/fov057 .
  11. ↑ 1 2 3 Hallen-Adams HE , Suhr MJ Sienet terveen ihmisen maha-suolikanavassa   // Virulenssi . - 2016. - 1. marraskuuta ( nide 8 , nro 3 ). - s. 352-358 . doi : 10.1080 / 21505594.2016.1247140 .
  12. ↑ 1 2 Pfaller M. , Diekema D. Invasiivisten mykoosien epidemiologia Pohjois-Amerikassa  //  Critical Reviews in Microbiology. - 2010. - Helmikuu ( osa 36 , nro 1 ) - doi : 10.3109/10408410903241444 .
  13. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Enache-Angoulvant A. , Hennequin Ch. Invasiivinen Saccharomyces-infektio: kattava katsaus  (englanniksi)  // Kliiniset infektiotaudit. - 2005. - 1. joulukuuta ( osa 41 , nro 11 ). — P. 1559-1568 . - doi : 10.1086/497832 . — PMID 16267727 .
  14. ↑ 1 2 Chitasombat M. et ai. Harvinaiset opportunistiset (ei-Candida, ei-Criptococcus) hiivaverenkierron infektiot syöpäpotilailla  //  Journal of Infection. - 2012. - tammikuu ( osa 64 , nro 1 ). - s. 68-75 . - doi : 10.1016/j.jinf.2011.11.002 .
  15. ↑ 1 2 Hennequin Ch. et ai. Katetrien mahdollinen rooli Saccharomyces boulardii Fungemiassa  (englanniksi)  // European Journal of Clinical Microbiology and Infectious Diseases. - 2000. - Helmikuu ( osa 19 , nro 1 ) . - s. 16-20 . - doi : 10.1007/s100960050003 .
  16. ↑ Ren P. , Sridhar S. , Chaturvedi V. Parafiiniin upotetun kudoksen käyttö Saccharomyces cerevisiaen tunnistamiseen Bakerin keuhkojen kyhmyssä sieni-PCR:llä ja nukleotidisekvensoinnilla  //  Journal of Clinical Microbiology. - 2004. - Kesäkuu ( osa 42 , nro 6 ) - P. 2840-2842 . - doi : 10.1128/JCM.42.6.2840-2842.2004 .
  17. ↑ Ricci A. et ai. Päivitys luetteloon QPS:n suosittelemista biologisista aineista, jotka on lisätty tarkoituksella elintarvikkeisiin tai rehuihin, kuten EFSA:lle on ilmoitettu 5  //  EFSA Journal. - 2017. - 17. maaliskuuta ( osa 15 , nro 3 ). doi : 10.2903 /j.efsa.2017.4663 .

Linkit

 Malliorganismit biologisessa tutkimuksessa