Co to jest Aspergillus niger?

Grzyb Aspergillus niger jest rodzajem pleśni, która czasami może być przypisana do przyczyny niektórych przypadków zapalenia płuc. Jest on również czynnikiem powodującym powstawanie „czarnej pleśni” na zewnętrznych stronach niektórych produktów spożywczych, takich jak morele, cebula, winogrona, itp., co czyni Aspergillus niger organizmem powodującym psucie się żywności.

Zalicza się je do „konidioforów” – organizmów tworzących nitki lub strzępki, znane również jako konidia (a-seksualna metoda rozmnażania grzybów). Nazwa „Aspergillus” pochodzi od łacińskiego słowa „aspergillum”, które w przybliżeniu tłumaczy się jako „tryskacz wody święconej”, odnosząc się do kształtu tych tryskaczy, które są bardzo podobne do tego, jak te grzyby pojawiają się, gdy są oglądane pod mikroskopem.

Digital illustration of fungi Aspergillus niger, black mold, which produce aflatoxins, cause pulmonary infection aspergillosis. Image Credit: Kateryna Kon /

Różne szczepy

Aspergillus niger posiada wiele szczepów. Rozmiar różnych szczepów Aspergillus niger, jako pojedynczych organizmów, może wynosić od 900 do 1600 µm długości, z szorstkimi, kulistymi konidiami o wymiarach 3-5 µm.

Niektóre szczepy Aspergillus niger są znane z wydzielania ochratoksyn – mikotoksyn, które mogą powodować nefrotoksyczność i nowotwory nerek u różnych gatunków zwierząt i są potencjalnie niebezpieczne dla zdrowia ludzkiego poprzez ich spożywanie. Są one uwalniane przez gatunki grzybów Aspergillus i Penicillium. Ochratoksyna A, na przykład, jest organizmem problematycznym podczas masowego przechowywania ziaren, jeśli warunki są w jakikolwiek sposób wilgotne lub mokre.

Ostatnio, szczep ATCC 16404 Aspergillus niger musiał zostać przeklasyfikowany na Aspergillus brasiliensis. Ten szczep był uważany za wystarczająco podobny, aby być sklasyfikowany jako ten sam gatunek, jednak po dodaniu większej ilości badań, został uznany za zbyt odmienny – wymagał więc nowej klasyfikacji w 2007 roku.

Ponieważ ten szczep Aspergillus jest często używany w przemyśle farmaceutycznym, numer ATCC i szczegóły również wymagały aktualizacji w Farmakopei Amerykańskiej i Farmakopei Europejskiej.

Kolonie Aspergillus niger na skośnym podłożu Sabourarda w probówkach. Image Credit: MyFavoriteTime /

Przemysłowe zastosowania grzybów z rodzaju Aspergillus

Aspergillus to grupa grzybów strzępkowych, które można łatwo hodować w warunkach laboratoryjnych – co oznacza, że są one w związku z tym jedną z najszerzej badanych grup grzybów.

Grupa Aspergillus może, po wyhodowaniu, być wykorzystywana do syntezy użytecznych związków przemysłowych, takich jak „hydrolazy glikozydowe”. Enzymy te są wykorzystywane w procesie przekształcania biomasy w biopaliwa – poprzez rozkład celulozy i hemicelulozy ze ścian komórek roślinnych, do substancji, która jest później przekształcana w etanol drugiej generacji. Gatunek ten może być również wykorzystywany do produkcji bioaktywnych metabolitów, jak również innych produktów farmaceutycznych.

Różne rodzaje gatunków Aspergillus są znane z produkcji wielu różnych typów enzymów – co czyni je bardzo użytecznymi dla przemysłu spożywczego – jeśli są uprawiane i adaptowane prawidłowo. Aspergillus niger może być przystosowany do produkcji dużych ilości fruktooligosacharydów, ze względu na zauważalnie wysoką aktywność transfruktozylującą enzymów znajdujących się na jego powierzchni.

Inne przemysłowe zastosowanie grzyba Aspergillus niger wykorzystuje jego zdolności bioabsorpcyjne. Niektóre rodzaje barwników (np. czerwień Kongo) wymagają zwykle pewnej ilości prania, które następnie wymaga ewentualnie szkodliwych substancji usuwających barwniki po zebraniu ścieków. Jednakże, po zebraniu ścieków po barwniku i autoklawowaniu, można dodać kolonie Aspergillus niger w celu absorpcji barwnika. Na przykład, barwnik Blue 9 może być usunięty w tempie 18mg na gram Aspergillus niger dodany do niego – co sprawia, że jest to stosunkowo skuteczna metoda bezpiecznego usuwania barwników.

Edycja genów przy użyciu CRISPR-Cas9

Choć genomy różnych organizmów zostały zsekwencjonowane, w tym genomy różnych grzybów, nie dotyczy to różnych typów grzybów strzępkowych. Wykorzystując technologię edycji genów CRISPR-Cas9, ostatnie badania wykazały, że Aspergillus niger może być edytowany, a nowo edytowany szczep może być wykorzystany do iteracyjnego ukierunkowania genów.

Usuwanie Aspergillus niger

Proces zabijania grzyba Aspergillus niger jest prosty, przy czym zwykle najlepiej sprawdza się stosowanie podstawowych leków przeciwgrzybiczych. Na przykład w 2009 r. przetestowano ponad czterdzieści różnych leków przeciwgrzybiczych – wszystkie ze źródeł botanicznych – aby dowiedzieć się, który z nich działa najskuteczniej przeciwko Aspergillus niger, przy czym ekstrakt z rośliny Grewia arborea okazał się działać najlepiej, nawet w niewielkich ilościach. W formie leku do leczenia Aspergilozy alergicznej, najczęstsze leczenie obejmuje triazolowe i echinokandynowe leki przeciwgrzybicze.

• New and Future Developments in Microbial Biotechnology and Bioengineering
• Rozdział 9 – Enzyme System from Aspergillus in Current Industrial Uses and Future Applications in the Production of Second-Generation Ethanol
• Molekularne mechanizmy kiełkowania konidiów
• Ochratoksyna A production by strains of 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., gatunek czarnego Aspergillus o dwuwarstwowej budowie, występujący na całym świecie
• Aspergillus brasiliensis sp nov.
• Removal of a Dye from an Aqueous Solution by the Fungus Aspergillus niger
• Treatment for Aspergillosis

Further Reading Reading

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

Cytowania

.