Mikä on Aspergillus niger?

Aspergillus niger -sieni on eräänlainen hometyyppi, jonka voidaan joskus katsoa aiheuttavan joitain keuhkokuumetapauksia. Se on myös tiettyjen elintarvikkeiden, kuten aprikoosien, sipulien, viinirypäleiden jne. ulkopinnoilla esiintyvän ”mustan homeen” aiheuttaja, mikä tekee Aspergillus nigeristä elintarvikkeita pilaavan organismin.

Sienet luokitellaan ”konidioforeiksi”, eli organismeiksi, jotka muodostavat säikeitä tai hyfoja, jotka tunnetaan myös nimellä konidia (sienienien a-sukupuolittainen lisääntymistapa). Nimi ”Aspergillus” tulee latinankielisestä sanasta ”aspergillum”, joka tarkoittaa karkeasti käännettynä ”pyhän veden sadettajaa”, viitaten siihen, että näiden sadettajien muoto on hyvin samankaltainen kuin miltä nämä sienet näyttävät mikroskoopilla tarkasteltuna.

Digitaalikuvitus sienistä Aspergillus niger, musta home, jotka tuottavat aflatoksiineja, aiheuttavat keuhkoinfektion aspergilloosia. Image Credit: Kateryna Kon /

Erilaisia kantoja

Aspergillus nigerillä on lukuisia kantoja. Aspergillus nigerin eri kantojen koko yksittäisinä organismeina voi vaihdella 900-1 600 µm:n välillä, ja karkeat, pallomaiset konidiat ovat kooltaan 3-5 µm.

Joidenkin Aspergillus nigerin kantojen tiedetään erittävän okratoksiineja – mykotoksiineja, jotka voivat aiheuttaa nefrotoksisuutta ja munuaiskasvaimia useilla eläinlajeilla, ja jotka ovat mahdollisesti vaarallisia ihmisten terveydelle niiden nauttimisen kautta. Aspergillus- ja Penicillium-sienilajit vapauttavat niitä. Ochratoxin A on esimerkiksi ongelmaorganismi viljan irtovarastoinnin aikana, jos olosuhteet ovat jollakin tavalla märät tai kosteat.

Viime aikoina Aspergillus niger -kanta ATCC 16404 on jouduttu luokittelemaan uudelleen Aspergillus brasiliensikseksi. Tätä kantaa pidettiin tarpeeksi samanlaisena, jotta se voitiin luokitella samaan lajiin, mutta lisätutkimusten myötä sitä pidettiin kuitenkin liian erilaisena – joten se tarvitsi uuden luokituksen vuonna 2007.

Koska tätä Aspergillus-kantaa käytetään usein lääketeollisuudessa, ATCC-numero ja tiedot vaativat sen vuoksi myös päivittämistä Yhdysvaltain farmakopean ja Euroopan farmakopean sisällä.

Aspergillus nigerin koloniat Sabourardin vinossa agarissa koeputkissa. Image Credit: MyFavoriteTime /

Aspergillus-sienten teolliset käyttötarkoitukset

Aspergillus on filamenttisten sienten ryhmä, jota voidaan helposti viljellä laboratorio-olosuhteissa – mikä tarkoittaa, että ne ovat siksi yksi laajimmin tutkituista sieniryhmistä.

Aspergillus-ryhmää voidaan viljeltyinä käyttää hyödyllisten teollisten yhdisteiden, kuten ”glykosidihydrolaasienkin” syntetisointiin. Näitä entsyymejä käytetään biomassan muuntamisessa biopolttoaineiksi – hajottamalla selluloosaa ja hemiselluloosaa kasvien soluseinistä aineeksi, joka myöhemmin muunnetaan toisen sukupolven etanoliksi. Tätä lajia voidaan käyttää myös bioaktiivisten aineenvaihduntatuotteiden sekä muiden farmaseuttisten tuotteiden tuottamiseen.

Erilaiset Aspergillus-lajit tuottavat tunnetusti monia erityyppisiä entsyymejä, mikä tekee niistä erittäin käyttökelpoisia elintarviketeollisuudelle, jos niitä viljellään ja mukautetaan oikein. Aspergillus niger -sieni voidaan mukauttaa tuottamaan suuria määriä fruktooligosakkarideja, koska sen pinnalla olevien entsyymien transfruktosylointiaktiivisuus on huomattavan korkea.

Aspergillus niger -sienen toinen teollinen käyttö hyödyntää sen bioabsorptiokykyä. Tietyntyyppiset väriaineet (esim. Kongonpunainen) vaativat yleensä tietyn määrän pesua, jolloin tarvitaan mahdollisesti haitallisia väriaineen poistoaineita, kun jätevesi on kerätty. Kun värjäysjätevesi on kuitenkin kerätty ja autoklavoitu, siihen voidaan lisätä Aspergillus niger -pesäkkeitä absorboimaan väriainetta. Esimerkiksi sinistä 9-väriainetta voidaan poistaa 18 mg jokaista siihen lisättyä Aspergillus niger -grammaa kohden, mikä tekee tästä suhteellisen tehokkaan menetelmän turvalliseen väriaineen poistoon.

GEENIN MUOKKAUS CRISPR-Cas9:n avulla

Monien organismien genomit on sekvensoitu, mukaan lukien useiden sienien genomit, mutta näin ei ole tehty erilaisten filamenttisten sienien kohdalla. CRISPR-Cas9-geeninmuokkaustekniikan avulla viimeaikaiset tutkimukset ovat osoittaneet, että Aspergillus nigeriä voidaan muokata uutta muokattua kantaa voidaan käyttää iteratiiviseen geenikohdistamiseen.

Aspergillus nigerin poistaminen

Aspergillus niger -sienen tappaminen on yksinkertaista, ja perussienilääkkeiden käyttäminen tehoaa yleensä parhaiten. Esimerkiksi vuonna 2009 testattiin yli neljääkymmentä erilaista sienilääkettä – jotka kaikki olivat peräisin kasviperäisistä lähteistä – sen selvittämiseksi, mikä niistä tehoaa tehokkaimmin Aspergillus niger -sientä vastaan, ja Grewia arborea -kasvin uutteen todettiin tehoavan parhaiten, jopa pieninä määrinä. Allergisen aspergilloosin lääkehoitona yleisimpiä hoitoja ovat triatsoli- ja ekinokandiini-sienilääkkeet.

• Mikrobiologisen bioteknologian ja biotekniikan uudet ja tulevat kehityssuunnat
• Luku 9 – Aspergilluksesta peräisin oleva entsyymijärjestelmä nykyisissä teollisissa käyttökohteissa ja tulevissa sovelluksissa toisen sukupolven etanolin tuotannossa
• Konidiaalien itämisen molekyylimekanismit
• Okratoksiini A:n tuottaminen kannoilla, jotka ovat aspergillus niger var. niger.
• Microbial Estimation and Characterization of Wastewaterand Sludge in Awka Metropolis, Nigeria
• A Fructooligosaccharide-producing Enzyme from Aspergillus niger ATCC 20611
• Aspergillus brasiliensis sp. nov.., biserioottinen musta Aspergillus -laji, jolla on maailmanlaajuinen…laaja levinneisyys
• Väriaineen poistaminen vesiliuoksesta Aspergillus niger -sienen avulla
• Aspergilloosin hoito

Lisätiedot Reading

• All Microscopy Content
• Advances in Fluorescence Microscopy
• Applications in Light Microscopy
• Electron Microscopy: An Overview
• Brief History of Microscopy

Sitaatit