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酵母






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酵母=真菌
  • 酵母は「カビ」や「キノコ」と同じように、菌類(真菌類)の仲間です。
    • 一般的にカビ・キノコ・酵母を真菌類と呼び、これらに変性菌(粘菌)を加えて菌類と呼んでいます。

  • 糖分に作用してアルコールと炭酸ガスに分解する働きをもつ発酵菌(イースト)です。

  • 1910年、鈴木梅太郎博士によって酵母中からビタミンBが発見されました。





発酵
  • 細菌・カビ・酵母などの微生物やその酵素が、有用物質を生み出す作用を発酵という。

    有用物質とは
    • [クエン酸][酢酸]などの有機酸、
    • アルコール、
    • 糖、
    • アミノ酸、
    • ビタミン類
    などのこと。




天然酵母
  • パン生地を発酵させるのに欠かせないのが酵母。
  • 普通のパンに使われるのはイースト(yeast)で、元は果物や穀物に付着していた菌。そこから単一の菌を採取し、人工的に培養したもので、培養には微量の肥料が添加される。
  • 人工培養されたイーストは発酵力が強く、安定感がある。
  • 天然酵母は、自分が付着している果物や穀物をエサ(培地)として、自然の力で育つ。野生の酵母なので、パンの膨脹に適さない雑菌も混在している。発酵力は弱く、不安定。





輸入真菌症
  • カビの分野で『二形性』という言葉がある。
    これは、自然界や実験室の培地の上では糸状に発育(糸状菌)し、人間など感染する相手の体内では丸い形をした1つの細胞(酵母)に変身し、増殖するという、

    • 何故このような変身を起こすのだろうか?
      健康な人ならば通常、高度に発達した防御機構(免疫機構)が働くので、細菌とは比較にならないほど大きくて長い糸状菌が侵入して糸状のままで増殖していけるワケはない。そのような環境にたまたま身を置かざるを得なくなったある種の糸状菌は生き延びるため、小さな酵母に変身しエネルギーを効率よく使用して増殖のスピードを上げていく。
      この変身によって人体からの攻撃をかわしながら血液などの流れにのって他の臓器へと転移していく。このような二形性菌は病原性が強い。

      これらのカビが原因となる疾患の多くは『輸入真菌症』と呼ぶ。
      多くの日本人が海外に出かける現在、不幸にも現地でこうした真菌症に罹る人がいる。逆に来日する外国人がこれらの病気を持ち込むこともある。5年前までは輸入真菌症を詳しく知らない医師が多かったが、現在では知識が普及しつつある。





輸入真菌症の原因のカビはそれぞれ違った変身の術を心得ている。
  • 『コクシジオイデス症』の原因菌「コクシジオイデス・イミチス」は菌糸に多数の壁が出来て個々の細胞に分かれ、空中に舞い上がる。人が吸い込むと肺で細胞が風船のようにふくらむ。それを糸球体という。
    球状体の中には多くの小さい丸い球(内生胞子)が詰まっており、成熟すると内生胞子が飛び出し風船のようにふくらむ。これを繰り返しながら生き延びる。
  • 日本以外の各地で見られる『ヒストプラズマ症』の原因菌「ヒストプラズマ・カプシュラーツム」は菌糸の壁から直接酵母が出来る。
  • 東南アジアなどに多い『マルネッフェイ型ペニシリウム症』の原因菌である「ペニシリウム・マルネッフェイ」は、空中を浮遊する丸形の胞子が肺内で楕円形に伸び、割れて酵母となって増殖していく。
  • 米国東部にみられる『プラストミセス症』の原因菌「プラストミセス・チチジス」と、中南米に多い『パラコクシジオイデス症』の原因菌「パラコクシジオイデス・ブラジルエンシス」は菌糸の一部がふくれる。ここから酵母が生まれてくる。(宮治誠・千葉大学教授)







深在性真菌症
治療薬・・・カンサイダス点滴静注用
  • 2012年、MSD(メルク子会社)は、体の深部組織や臓器で起こる深在性真菌症の治療薬を発売。
  • 真菌が細胞壁の主要構成成分として作る糖の一種を作れないようにする効果がある。この成分はヒト細胞では作ることができない。
  • 海外ではすでに84ヶ国で発売中。
  • 深在性真菌症は、おもに免疫が低下した患者がかかる感染症。
  • 重症化しやすく、治療が難しい。
  • 骨髄移植や臓器移植が増えていることから、ニーズが高まる可能性あり。





酵母の全遺伝子を解読
  • 理化学研究所は、日本・米国・欧州・カナダの共同チームが、食品や医薬品の生産に幅広く使われる酵母の全遺伝子の解読に成功したと発表した。解読した遺伝子の半数以上はヒトの遺伝子に酷似しており、ガンなど様々な病気の治療薬の開発などで基礎データになるという。生物の遺伝子解析は世界中で研究開発が活発だが、酵母はこれまでに解読された中で最も複雑という。
    理研のほか、米国立衛生研究所、欧州連合(EU)、カナダの約20の研究機関が参加、89年から解析を進めていた。
    酵母は16本の染色体を持ち、遺伝情報を担うデオキシリボ核酸(DNA)の中で遺伝子暗号として働く「塩基」の配列が約1200万対ある。これら配列をすべて解明、情報として意味を持つ遺伝子が約6000あることを突き止めた。
    酵母はヒトと同様、細胞の中に核を持つ「真核生物」の一種で、遺伝性大腸ガンなどと関連が深いと見られる遺伝子も多数見つかった




プリオン
  • 2006年6/29、科学技術振興機構(JST)などが。クロイツフェルトヤコブ病の原因となる『異常プリオン』が体内に入り込んでも、人によって症状に差が出る理由の解明につながる手がかりを酵母の実験で確認し、ネイチャー電子版に掲載した。

    酵母にも「酵母プリオン」と呼ばれるタンパク質があり、正常型と異常型がある。

    異常なプリオンが酵母に入り込むと、繊維状をした異常プリオンの塊が酵母内で徐々に大きくなり、やがて分裂する。これが拡大することでもともとある正常プリオンが異常型に変わる。
    研究グループは酵母内の異常プリオンの最終的な蓄積量と、異常プリオンが成長し分裂していく速度を比較した。その結果、プリオンの塊が分裂するスピードが速いほど、酵母内部にたまった異常プリオン量が多くなることが分かった。
    異常プリオンの塊は酵母内にある別のタンパク質が働いて分裂する。




酵母の寿命が長くなる仕組み
  • 2016年、広島大学の水沼正樹准教授らは、アミノ酸の代謝が活発になると酵母の寿命が長くなる仕組みを発見。
  • 寿命が長い酵母には、アミノ酸の一種である「メチオニン」の代謝産物「SAM」が多く含まれていた。
  • 研究グループはメチオニンの代謝に異常がある酵母の寿命が短いことに注目した。
  • 生命活動のエネルギー源となるATPとメチオニンからSAMを合成する遺伝子を活性化すると、通常の約1.6倍の20日程度に寿命が延び、長寿に関わる遺伝子も働くようになった。
  • 酵母は栄養を制限すると寿命が延びることが知られている。
  • 今回の研究で、栄養を制限しないでも寿命が長くなった。
  • メチオニンの代謝経路は酵母と人で共通する部分も多い。
  • 酒類総合研究所・慶応大学との共同研究。




酵母の細胞核分裂の様子
  • 2010年、情報通信研究機構と東京大学は、酵母の細胞核の新しい分裂の様子を観察した。
    酵母は核膜を維持したまま、核の内外でタンパク質をやりとりしていることが分かった。
    情報機構は単細胞生物である分裂酵母が減数分裂する際に、細胞質と核を隔てている核膜が破れずに保たれたままであることを電子顕微鏡で観察した。
    また、通常は細胞質にあるタンパク質「RanGAP1」が、減数分裂の時に核の中に流れ込んでいることも発見した、
    東大の山本正幸教授らは蛍光タンパク質で核の中の構造を光らせて観察したところ、減数分裂が起きると核膜が存在したまま、タンパク質が核の中から消える様子を観察した。
    核膜にある核膜孔複合体と呼ぶ構造を、タンパク質が通り抜けているとみている。
    酵母は栄養が枯渇するなど環境が悪化すると、胞子をつくって子孫を生き残らせようとする。このとき胞子の膜を作る成分が使われるため、核膜を壊さないまま維持しているとみられる。
    成果はカレント・バイオロジー」に掲載
    高等生物では細胞分裂の時に核膜が破れて、細胞質と核の中のタンパク質とが混じり合うなど、単細胞生物とは分裂の仕組みが異なる。




バイオ医薬品を効率よくつくるパン酵母
  • 2010年産業技術同号研究所健康工学研究部門の安部博子研究員らは、タンパク質を原料とするバイオ医薬品を効率よく作る酵母株を開発した。酵母を遺伝子組み換えし、タンパク質を作る株を得るまでの期間を1週間に短縮できる。
    パンなどの製造に使う出芽酵母を使った。
    バイオ医薬品ではヒトに適合した糖鎖がくっついたタンパク質が必要だが、通常の酵母でタンパク質を作ると、ヒト型の糖鎖と異なる構造の糖鎖ができてしまう。
    そこで酵母特有の糖鎖を合成する遺伝子を3つ壊し、酵母型の糖鎖がタンパク質にくっつかないよういした。
    酵母の増殖能力が通常の酵母の86%まで回復。タンパク質の生産性を向上させることに成功した、
    開発した酵母でタンパク質が作れることを確認した。

    (バイオ医薬品)
    遺伝子組み換えや細胞培養などの技術を使って生産する医薬品のこと。
    体内の免疫反応などを応用して効果を発揮するため、化学合成で作る医薬品より副作用が少ないと見られている。
    化学合成薬は特許が切れた後、全く同じ有効成分で後発薬を作ることができるが、一方、バイオ医薬品は製造工程が複雑で、特許切れ薬と同じ成分をつくることが難しい。




細胞壁を持たない新種の菌類を発見
  • 2011年、英ロンドン自然史博物館などのチームは、細胞壁を持たない新種の菌類を発見した。DNAの解析から、菌類の進化の初期に系統が分かれた生物である可能性が高いという。
    ネイチャー(電子版)に掲載
    キノコやカビなどの菌類は、キチンと呼ばれる多糖類でできた細胞壁を持つ。
    ところが研究チームが英エクセター大学の池から採取した体長3〜5マイクロbの微生物は、DNAの解析から菌類の特徴を持っているにもかかわらず、細胞壁を持っていなかった。
    この新種の菌類は、土壌中や淡水中など様々な場所で生育しており、暫定的に「eryptomycota(隠れた菌類)」と命名。





昆虫の脱皮ホルモンを分解する酵素
・・・カビから発見
  • 2012年、農業生物資源研究所、筑波大学、名古屋大学は、害虫の脱皮などを阻害する酵素をカビから発見した。
  • この酵素は昆虫の脱皮などをコントロールする脱皮ホルモンを分解することで、脱皮や変態を抑制するという。
  • 農業生物資源研究所の神村学主任研究員らは、カイコに病気を引き起こすカビの一種「緑きょう病菌」から、脱皮ホルモンを分解する酵素「E220」を発見した。
  • 従来から見つかっている脱皮ホルモンの働きを抑制する酵素に比べると100倍以上早く脱皮ホルモンを分解する。
  • E220をカイコに注射すると脱皮ホルモン濃度が下がり、脱皮や変態がうまくできなくなった。蛾(ガ)やカメムシ、ハエなどにE220を注射しても脱皮や変態が抑えられた。
  • E220を注射したガの一種は、脱皮せずに成長が止まって何ヶ月もエサを食べずに生き続けた、休眠状態に入ったとみられる。



チェック
カビ」「感染症
つめ水虫」「カンジダ症
ぬか漬け







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