Джекил и Хайд дрожжевого мира: два вида грибков оказались одним

19 июля 2018



Согласно исследованию, опубликованному 19 июля 2018 года в PLOS Pathogens, два вида дрожжей, один из которых используется в биотехнологической и пищевой промышленности где используются ферментеры/биореакторы для производства биоэтанола и закваски для хлеба, а другой вызывает грибковые инфекции, на самом деле являются одним и тем же видом. И, как сообщают исследователи, грибки из обеих этих областей аналогично устойчивы к противогрибковым препаратам. «В обсуждении авторы отмечают опасность того, что использование этого вида в промышленных условиях может стать угрозой заражения некоторых людей, тех, кто имеет ослабленный иммунитет», — пишет Кристина Куомо, руководитель научной группы по геномике грибов Бродского института Массачусетского технологического института и Гарварда, которая не участвовала в этом исследовании, в электронном письме в «The Scientist».

Клинически, дрожжи, называемые Candida krusei отвечают за 2% инвазивных кандидозных инфекций во всем мире. Этот вид имеет естественную устойчивость к основному препарату от грибковых инфекций, обычно применяемому врачами -флуконазолу. «Частота инфекций, вызванных теми грибками рода Кандида, которые не относятся к виду C. albicans, и которые естественным образом устойчивы к противогрибковым препаратам, таким как флуконазол, растет», — пишет Аня Форче, изучающая вид C. Albicans в Боудин-колледже и не участвовавшая в данном исследовании, в электронном письме в «The Scientist». У лиц с ослабленным иммунитетом, которые становятся жертвами дрожжевых инфекций, флуконазол оставляет в живых устойчивые к нему виды, такие как C. krusei. «Важно изучить C. krusei, потому что рост населения, изменение климата и появление более тесных связей, чем это когда-либо было, между странами, способствуют распространению грибков и появлению новых грибковых патогенов», — пишет Эрвин Лампинг, специалист, изучающий C. krusei в Университете Отаго в Новой Зеландии, также не участвовавший в этой работе, в электронном письме в «The Scientist».

В 1980 году Клетус Курцман, известный как отец современной таксономии дрожжей, и его коллеги утверждали, что C. krusei был просто формой, размножающейся не половым путем известного вида с половым размножением Pichia kudriavzevii (Пихия Кудрявцева). Пихия Кудрявцева считается безопасным по стандартам Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов США видом и традиционно используется для производства ряда ферментированных пищевых продуктов и пива. В биотехнологической промышленности этот же вид дрожжей используется для производства биоэтанола и других химических веществ, используемых в лаборатории. Несмотря на это, на протяжении десятилетий ученые считали их разными видами. «Кандида — просто старое название для любых видов дрожжей, у которых нет полового цикла или где вы не можете наблюдать половой цикл», — говорит один из авторов работы профессор геномной эволюции в Университетском колледже Дублина в Ирландии Кеннет Вулф. Исторически так сложилось, что до генетического секвенирования ученые использовали ряд морфологических и биохимических тестов, чтобы определить, подходит ли видам определенная температура, уровень сахара и другие условия окружающей среды, чтобы соотнести их с каким-либо родом. «Род „Кандида“ — стал своеобразной огромной мусорной корзиной с видами, которые люди не смогли идентифицировать», — добавляет Вулф. Различия половых и неполовых форм вида и неразвитость молекулярных методов, вероятно, стали причиной появления разных названий одного и того же организма. «Это слишком распространено в царстве грибов», — говорит Антонис Рокас, сравнительный эксперт по геномике грибов Университета Вандербильта, который не участвовал в этом исследовании. Однако все меняется, при выявлении грибковых видов предпринимаются огромные усилия, чтобы «использовать для доказательства настолько много параметров, насколько это возможно».

Чтобы проверить теорию Курцмана, Вулф и его коллеги попытались сравнить геномы двух видов, ожидая найти, что они находятся в «близких отношениях». Они секвенировали геномы из 30 клинически и экологически выделенных грибов, изолированных практически до состояния штаммов, и это стало системой отсчета для характеристик вида. «Идентичность последовательности ДНК между штаммами двух этих типов составила 99,6%, из чего стало ясно, что клинический и экологический штаммы являются одним и тем же видом», — пишет Форче. Его называют C. krusei, Pichia kudriavzevii, кроме того, вид имеет ряд других псевдонимов. Ученые полагают, что это могло быть результатом отсутствия взаимодействия между специалистами медицинских и промышленных лабораторий, которые сами того не сознавая работали с одним и тем же микроорганизмом. По словам Вулфа, сейчас предпринимаются дополнительные усилия для расширения коммуникации, и он выразил надежду, что это, а также использование методов генетического секвенирования снизит вероятность развития ошибочных представлений, подобным этим.