分享自:

假丝酵母与赛伯林德纳酵母的应用扩展

期刊:Appl Microbiol BiotechnolDOI:10.1007/s00253-016-7700-8

这篇文档属于类型b,即一篇综述性科学论文。以下是针对该文档的学术报告:


作者及机构
本文由Christoph Buerth(德国杜塞尔多夫大学分子真菌学系)、Denis Tielker(现任职于德国QIAGEN公司)和Joachim F. Ernst(德国杜塞尔多夫大学分子真菌学系)合作完成,发表于2016年的《Applied Microbiology and Biotechnology》期刊。

主题
论文题为《Candida utilis and Cyberlindnera (Pichia) jadinii: Yeast relatives with expanding applications》,系统综述了两种酵母——产朊假丝酵母(Candida utilis)和Cyberlindnera jadinii(曾用名Pichia jadinii)的遗传学特性、重组蛋白生产技术及其在生物技术和医学领域的应用潜力。


主要观点及论据

1. Candida utilis与Cyberlindnera jadinii的遗传学关系

全基因组测序证实,两者具有98%的序列相似性,但倍性不同:C. utilis为三倍体,而C. jadinii为二倍体。这一发现解释了C. utilis无法形成孢子的特性(因其三倍体基因组不稳定性),而C. jadinii可通过有性繁殖完成生命周期。支持证据包括:
- 基因组数据:两者基因组大小相近(12.8 Mbp vs. 12.7 Mbp),均含7-8条染色体(Rupp et al., 2015)。
- 表型差异:C. jadinii在低氮培养基中形成假菌丝,而C. utilis仅以单细胞形式生长。

2. C. utilis作为重组蛋白生产宿主的优势

C. utilis因其“公认安全”(GRAS, Generally Recognized as Safe)状态、高效利用廉价碳源(如木糖和木质纤维素水解物)的能力,成为替代传统酵母(如酿酒酵母)的理想宿主。具体技术进展包括:
- 表达系统:已开发基于强启动子(如tdh3、pgk1)和多拷贝整合(如rDNA或ura3位点)的载体系统(Kondo et al., 1997)。
- 分泌优化:利用α-factor前导肽(MFα1 pre-pro)可显著提高异源蛋白(如脂肪酶CalB)的分泌效率(Kunigo et al., 2015)。
- 代谢工程:通过基因改造,C. utilis可生产乳酸(转化率95.1%)、异丙醇(收率41.5%)等化学品(Tamakawa et al., 2013b)。

3. 医学应用潜力

  • 口服免疫耐受诱导:表面展示多发性硬化症(MS)自身抗原MOG35-55的C. utilis菌株,在小鼠模型中成功抑制实验性自身免疫性脑脊髓炎(EAE)症状(Buerth et al., 2016)。其机制可能与胃肠道免疫系统对酵母表面抗原的耐受性诱导有关。
  • 抗真菌益生菌:C. jadinii的发酵上清可抑制白色念珠菌(Candida albicans)的生长和生物膜形成(Mukherjee et al., 2014),提示其作为口腔念珠菌病益生菌的潜力。

4. C. jadinii的独特功能

尽管与C. utilis高度同源,C. jadinii表现出独特的抗真菌活性。作者推测其基因组中可能含有编码抗菌蛋白的独特基因(如多药转运蛋白PDR5的扩增区域),但具体机制仍需进一步研究(Rupp et al., 2015)。


论文的意义与价值

  1. 科学价值

    • 阐明了C. utilis和C. jadinii的进化关系,为酵母分类学提供了基因组学依据。
    • 提出了三倍体酵母的遗传操作策略(如Cre-loxP系统),为多倍体微生物研究提供参考。
  2. 应用价值

    • 生物技术:C. utilis的低成本培养基(如木糖)和高效分泌系统可降低重组蛋白生产成本。
    • 医学:表面展示技术为自身免疫病治疗和口服疫苗开发提供了新思路;C. jadinii的拮抗作用可能成为抗真菌感染的新手段。

亮点总结

  1. 技术突破:首次在C. utilis中实现异源蛋白的高效分泌(如CalB产量达1.3 mg/mL)和细胞表面展示(如MOG抗原)。
  2. 跨学科整合:结合基因组学、代谢工程和免疫学,拓展了酵母在工业和医学中的应用边界。
  3. 未解问题:C. jadinii抗白色念珠菌的具体分子机制仍需解析,未来可能通过基因敲除实验验证关键基因功能。

此综述为酵母生物技术领域的研究者提供了全面的技术路线和未来方向,尤其强调了非传统酵母在可持续生产和精准医疗中的潜力。

上述解读依据用户上传的学术文献,如有不准确或可能侵权之处请联系本站站长:admin@fmread.com