stringtranslate.com

Lacticaseibacillus casei

Lacticaseibacillus casei — это организм, принадлежащий к крупнейшему роду семейства Lactobacillaceae , молочнокислые бактерии (МКБ), которые ранее классифицировались как Lactobacillus casei . [1] Эти бактерии были идентифицированы как факультативно анаэробные или микроаэрофильные, кислотоустойчивые, неспорообразующие бактерии.

Этот вид представляет собой неспорообразующий, палочковидный, грамположительный микроорганизм, который можно обнаружить в репродуктивном и пищеварительном тракте человеческого организма. [2] Поскольку L. casei может выживать в различных средах обитания, он был и продолжает быть предметом тщательного изучения со стороны ученых-медиков. В коммерческих целях L. casei используется при ферментации молочных продуктов и в качестве пробиотика . [3]

Широта, штамм Lactobacillus casei .

Таксономия

Таксономия группы L. casei обсуждалась в течение нескольких лет, поскольку исследователи изо всех сил пытались дифференцировать штаммы L. casei и L. paracasei , используя методы традиционной бактериологии, то есть фенотипические, физиологические и биохимические сходства. В 1990-х годах исследователи начали понимать, что типовой штамм для L. casei , ATCC 393, не совсем соответствует большинству других штаммов, классифицированных как «L. casei» к тому времени. Чтобы разрешить это несоответствие, Деллаглио и др. утверждали, что просто следует заменить тип на ATCC 334, который ближе к этим «другим штаммам», и похоронить название «L. paracasei». Этот аргумент не был принят ICSP , который постановил в 1994 [4] и 2008 годах, что типовой штамм не должен быть изменен. ICSP также упоминает, что ATCC 334 является штаммом L. paracasei , что означает, что вышеупомянутые «другие штаммы» необходимо переместить в paracasei . [5]

Следующее крупное событие в таксономическом пересмотре произошло с Чжэном и др. 2020, которые разделили Lactobacillus на несколько родов по филогеномным признакам. L. casei был сделан типовым видом Lacticaseibacillus , содержащим более 20 видов. [2]

По состоянию на декабрь 2023 года принятая таксономия в рамках комплекса видов выглядит следующим образом: [6] [7]

Использует

Молочный

Наиболее распространенное применение L. casei — промышленное, в частности, для производства молочных продуктов . [ необходима ссылка ]

Lacticaseibacillus casei, как правило, является доминирующим видом не заквасочных молочнокислых бактерий (т. е. бактерий-загрязнителей [9] ), присутствующих в созревшем сыре чеддер , и недавно стала доступна полная последовательность генома L. casei ATCC 334. [ сомнительно – обсудить ] L. casei также является доминирующим видом в сицилийских зеленых оливках , ферментированных естественным путем . [10]

Медицинский

Было показано, что коммерческий напиток, содержащий штамм L. casei Shirota, подавляет рост Helicobacter pylori in vivo , но когда тот же напиток употреблялся людьми в небольшом исследовании, колонизация H. pylori снижалась лишь незначительно, и эта тенденция не была статистически значимой. [11] Некоторые штаммы L. casei считаются пробиотическими и могут быть эффективными в облегчении желудочно-кишечных патогенных бактериальных заболеваний. По данным Всемирной организации здравоохранения , эти свойства должны быть продемонстрированы на каждом конкретном штамме, включая клинические исследования на людях, чтобы быть действительными. [12] L. casei сочетался с другими пробиотическими штаммами бактерий в рандомизированных исследованиях, изучающих его эффекты в профилактике диареи, связанной с антибиотиками (AAD), и инфекций Clostridium difficile (CDI), и пациенты в исследованиях, которым не давали плацебо, имели значительно более низкие показатели AAD или CDI (в зависимости от исследования) без сообщений о побочных эффектах. [13] Кроме того, испытания показали значительно более короткие сроки выздоровления у детей, страдающих острой диареей (в первую очередь вызванной ротавирусом), при применении различных методов лечения L. casei по сравнению с плацебо. [14] Исследования показывают, что лактобациллы являются безопасным и эффективным средством лечения острой и инфекционной диареи. [15]

При приготовлении пищи бактерии L. casei можно использовать при естественной ферментации бобов для снижения уровня соединений, вызывающих метеоризм при пищеварении. [16]

Другой изученный штамм — «01», также известный как «Lc-01» или Lacticaseibacillus casei -01. [17]

Коммерческий пробиотик

Среди наиболее хорошо документированных пробиотических штаммов L. casei , L. casei DN-114001 ( Actimel/DanActive ) и L. casei Shirota ( Yakult ) были тщательно изучены [18] и широко доступны в качестве функциональных продуктов питания .

Геномы этих двух штаммов были секвенированы из коммерческого йогурта, переименованы в «LcA» и «LcY» соответственно. Было обнаружено, что они чрезвычайно тесно связаны. [19]

Другие

За последние несколько лет было проведено много исследований по обесцвечиванию азокрасителей молочнокислыми бактериями, такими как L. casei TISTR 1500, L. paracasei , Oenococcus oeni и т. д. Под действием азоредуктазы моно- и диазосвязи полностью разрушаются, и в качестве промежуточных продуктов образуются другие ароматические соединения. [20]

ХарактеристикиЛактоказеибацилла казеи

В следующей таблице приведены характеристики колоний, морфологические, физиологические и биохимические характеристики L. casei . [21] [22] [23]

Трансформация

Молочнокислые бактерии (LAB) широко используются из-за их пробиотических и ферментирующих свойств, поэтому понимание того, как происходит обмен их генетическим материалом, имело решающее значение для исследователей. Было использовано множество сравнительных анализов, чтобы определить, что горизонтальный перенос генов (HGT) повлиял на эволюцию рода Lactobacillus . [24] HGT в L. casei включает трансформацию , конъюгацию и трансдукцию . Мобильные генетические элементы, обнаруженные в геноме, известные как мобиломы , играют важную роль в переносе Lactobacillaceae . Сюда входят последовательности вставок , бактериофаги , интегроны , плазмиды , геномные острова и транспозоны . [25] В LAB они отвечают за метаболизм различных молекул, гидролиз белков, устойчивость к антибиотикам, ДНК и фагам, а также модификацию генетических элементов. [26]

Первая форма переноса генов, используемая Lactobacillus, — это трансформация. Она включает в себя поглощение голой ДНК реципиентной бактериальной клеткой для получения генетической информации донорской клетки. [27] Это происходит после того, как донорская бактерия подверглась автолизу , и ее фрагменты ДНК остаются в свободной внеклеточной жидкости. [28] Затем реципиентная бактерия поглотит фрагменты ДНК, что приведет либо к образованию бактериальной клетки с плазмидой, либо к рекомбинации реципиентной ДНК внутри хромосомы.

Следующая форма переноса — конъюгация, процесс, который включает перенос ДНК от донора Lactobacillus к реципиенту через межклеточный контакт или прямой цитоплазматический контакт. [29] В этом процессе клетка-реципиент известна как трансконъюгант . [30] Как только клетки объединяются, фрагменты ДНК напрямую переносятся от донора к трансконъюганту. Это опосредовано агрегацией клеток, вызванной феромонами, и белками мобилизации, поскольку многие из плазмид не способны переноситься самостоятельно. [24] После этого спаривающиеся клетки разделятся, и после гомологичной рекомбинации будет получена рекомбинантная клетка. [ необходима цитата ]

Наконец, трансдукция в клетках Lactobacillus представляет собой опосредованный бактериофагом перенос плазмидной или хромосомной генетической информации. [31] Чтобы инициировать этот процесс, бактериофаг должен сначала заразить донорскую клетку, чтобы произошел лизис клетки. На этом этапе лизат клетки будет заполнен фагами, которые несут фрагменты донорского генома, а в клетку-реципиента будет введен аномальный фаг. Это приведет к рекомбинационной клетке, независимо от того, инфицирована ли клетка после гомологичной рекомбинации или после того, как инфекция произошла с помощью интегразы бактериофага. [24]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ Хилл, Дараг; Сугру, Иван; Тобин, Конор; Хилл, Колин; Стэнтон, Кэтрин; Росс, Р. Пол (2018). «Группа Lactobacillus casei: история и применение в здравоохранении». Frontiers in Microbiology . 9 : 2107. doi : 10.3389/fmicb.2018.02107 . ISSN  1664-302X. PMC  6160870. PMID  30298055.
  2. ^ ab Zheng, Jinshui; Wittouck, Stijn; Salvetti, Elisa; Franz, Charles MAP; Harris, Hugh MB; Mattarelli, Paola; O'Toole, Paul W.; Pot, Bruno; Vandamme, Peter; Walter, Jens; Watanabe, Koichi (2020). «Таксономическая заметка о роде Lactobacillus: описание 23 новых родов, исправленное описание рода Lactobacillus Beijerinck 1901 и объединение Lactobacillaceae и Leuconostocaceae». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 70 (4): 2782–2858. doi : 10.1099/ijsem.0.004107 . hdl : 10067/1738330151162165141 . ISSN  1466-5034. PMID  32293557. S2CID  215771564.
  3. ^ Wuyts, Sander; Wittouck, Stijn; Boeck, Ilke; Allonsius, Camille; Pasolli, Edoardo; Segata, Nicola; Lebeer, Sarah (2017-08-29). «Масштабная филогеномика группы Lactobacillus casei выявляет таксономические несоответствия и новые особенности, связанные с кладами». mSystems . 2 (4): e00061–17. doi :10.1128/mSystems.00061-17. PMC 5566788 . PMID  28845461. 
  4. ^ Уэйн, LG (1 января 1994 г.). «Действия Судебной комиссии Международного комитета по систематической бактериологии по запросам на мнения, опубликованным в период с января 1985 г. по июль 1993 г.». Международный журнал систематической бактериологии . 44 (1): 177–178. doi : 10.1099/00207713-44-1-177 .
  5. ^ Судебная комиссия Международного комитета по систематике бактерий (июль 2008 г.). «Типовой штамм Lactobacillus casei — ATCC 393, ATCC 334 не может служить типом, поскольку представляет собой другой таксон, название Lactobacillus paracasei и названия его подвидов не отклоняются, а возрождение названия «Lactobacillus zeae» противоречит Правилам 51b (1) и (2) Международного кодекса номенклатуры бактерий. Мнение 82». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 58 (Pt 7): 1764–5. doi : 10.1099/ijs.0.2008/005330-0 . PMID  18599731.
  6. ^ "Род: Lacticaseibacillus". lpsn.dsmz.de .
  7. ^ Лю, ДД; Гу, КТ (декабрь 2020 г.). «Предложение о реклассификации Lactobacillus zhaodongensis, Lactobacillus zeae, Lactobacillus argentoratensis и Lactobacillus buchneri subsp. silagei как Lacticaseibacillus zhaodongensis comb. nov., Lacticaseibacillus zeae comb. nov., Lactiplantibacillus argentoratensis comb. nov. и Lentilactobacillus buchneri subsp. silagei comb. nov., соответственно, и Apilactobacillus kosoi как более поздний гетеротипический синоним Apilactobacillus micheneri». Международный журнал систематической и эволюционной микробиологии . 70 (12): 6414–6417. doi : 10.1099/ijsem.0.004548 . PMID  33112225.
  8. ^ "Подвид: Lactobacillus casei subsp. pseudoplantarum". lpsn.dsmz.de .
  9. ^ Banks JM, Williams AG (2004). «Роль незаквасочных молочнокислых бактерий в созревании сыра Чеддер». International Journal of Dairy Technology . 57 (2–3): 145–152. doi :10.1111/j.1471-0307.2004.00150.x.
  10. ^ Randazzo CL, Restuccia C, Romano AD, Caggia C (январь 2004 г.). " Lactobacillus casei , доминирующий вид в сицилийских зеленых оливках, ферментированных естественным образом". Международный журнал пищевой микробиологии . 90 (1): 9–14. doi :10.1016/S0168-1605(03)00159-4. PMID  14672826.
  11. ^ Cats A, Kuipers EJ, Bosschaert MA, Pot RG, Vandenbroucke-Grauls CM, Kusters JG (февраль 2003 г.). «Влияние частого потребления молочного напитка, содержащего Lactobacillus casei, на субъектов, колонизированных Helicobacter pylori ». Alimentary Pharmacology & Therapeutics . 17 (3): 429–35. doi :10.1046/j.1365-2036.2003.01452.x. PMID  12562457. S2CID  11364078.
  12. ^ «Совместный отчет рабочей группы ФАО/ВОЗ по составлению руководящих принципов оценки пробиотиков в пищевых продуктах» (PDF) . Лондон, Онтарио, Канада. 30 апреля – 1 мая 2002 г.
  13. ^ McFarland, LV (2009). «Обзор пробиотиков на основе фактических данных при диарее, связанной с антибиотиками, и инфекциях Clostridium difficile» (PDF) . Anaerobe . 15 (6): 274–80. doi :10.1016/j.anaerobe.2009.09.002. PMID  19825425. Архивировано из оригинала (PDF) 2012-06-10 . Получено 2012-04-15 .
  14. ^ Isolauri, Erika; et al. (1991). «Штамм Lactobacillus человека (штамм Lactobacillus casei sp GG) способствует выздоровлению от острой диареи у детей». Педиатрия . 88 (1): 90–97. PMID  1905394 . Получено 15.04.2012 .
  15. ^ Van Niel, CW; Feudtner, C.; Garrison, MM; Christakis, DA (2002). «Терапия лактобациллами острой инфекционной диареи у детей: метаанализ». Pediatrics . 109 (4): 678–684. doi :10.1542/peds.109.4.678. PMID  11927715. Архивировано из оригинала 2012-09-13.
  16. ^ Марисела Гранито; Гленда Альварес (июнь 2006 г.). «Молочнокислая ферментация черных бобов ( Phaseolus vulgaris ): микробиологическая и химическая характеристика». Журнал «Наука о продовольствии и сельском хозяйстве» . 86 (8): 1164–1171. Bibcode : 2006JSFA...86.1164G. doi : 10.1002/jsfa.2490.
  17. ^ Пиментель, Татьяна Коломбо; Брандао, Ларисса Рамальо; де Оливейра, Мэттоус Перейра; да Коста, Уайара Каролин Алмейда; Маньяни, Марчиан (2021-08-01). «Польза для здоровья и технологические эффекты Lacticaseibacillus casei-01: обзор научной литературы». Тенденции в области пищевой науки и технологий . 114 : 722–737. doi :10.1016/j.tifs.2021.06.030. ISSN  0924-2244. S2CID  237725610.
  18. ^ Казуёси Такеда; Ко Окумура (2007). «Влияние ферментированного молочного напитка, содержащего штамм Lactobacillus casei Shirota, на активность человеческих NK-клеток». Журнал питания . 137 (3): 791S–793S. doi : 10.1093/jn/137.3.791S . PMID  17311976.
  19. ^ Дуйяр, Ф. П.; Кант, Р.; Ритари, Дж.; Паулин, Л.; Палва, А.; де Вос, В. М. (сентябрь 2013 г.). «Сравнительный геномный анализ штаммов Lactobacillus casei, выделенных из продуктов Actimel и Yakult, выявил заметное сходство и указывает на общее происхождение». Microbial Biotechnology . 6 (5): 576–87. doi :10.1111/1751-7915.12062. PMC 3918159 . PMID  23815335. 
  20. ^ Seesuriyachan P, Takenaka S, Kuntiya A, Klayraung S, Murakami S, Aoki K (март 2007 г.). «Метаболизм азокрасителей Lactobacillus casei TISTR 1500 и влияние различных факторов на обесцвечивание» (PDF) . Water Res . 41 (5): 985–92. Bibcode : 2007WatRe..41..985S. doi : 10.1016/j.watres.2006.12.001. PMID  17254626.
  21. ^ Рахмати, Фарзад (2017-10-12). «Характеристика Lactobacillus, Bacillus и Saccharomyces, выделенных из традиционных иранских молочных продуктов для потенциальных источников заквасок». AIMS Microbiology . 3 (4): 815–825. doi :10.3934/microbiol.2017.4.815. ISSN  2471-1888. PMC 6604970 . PMID  31294191. 
  22. ^ Шукла, Гита; Деви, Пушпа; Сехгал, Ракеш (октябрь 2008 г.). «Влияние Lactobacillus casei как пробиотика на модуляцию лямблиоза». Пищеварительные заболевания и науки . 53 (10): 2671–2679. doi :10.1007/s10620-007-0197-3. ISSN  0163-2116. PMID  18306038. S2CID  11968645.
  23. ^ "Академические журналы". journals.tubitak.gov.tr ​​. Получено 2022-04-21 .
  24. ^ abc Бакун-Дружина, Вишня; Мрвчич, Ясна; Ана, Буторак; Гьюрачич, Крешимир (1 сентября 2009 г.). «Влияние переноса генов на эволюцию молочнокислых бактерий». Млекарство . 59 .
  25. ^ Siefert, Janet (2009-02-01). "Определение мобилома". Горизонтальный перенос генов . Методы в молекулярной биологии. Т. 532. С. 13–27. doi :10.1007/978-1-60327-853-9_2. ISBN 978-1-60327-852-2. PMID  19271177.
  26. ^ Гош, Самрат; Саранги, Адитья Нараян; Мукерджи, Маюри; Бхоумик, Свати; Трипати, Сучета (2019-10-25). «Повторный анализ штамма Lactobacillus paracasei Lbs2 и крупномасштабная сравнительная геномика помещают многие штаммы в их правильное таксономическое положение». Микроорганизмы . 7 (11): 487. doi : 10.3390/microorganisms7110487 . ISSN  2076-2607. PMC 6920896. PMID 31731444  . 
  27. ^ Хасегава, Харука; Сузуки, Эрика; Маэда, Сумио (2018). «Горизонтальный перенос плазмиды путем трансформации в Escherichia coli: факторы окружающей среды и возможные механизмы». Frontiers in Microbiology . 9 : 2365. doi : 10.3389/fmicb.2018.02365 . ISSN  1664-302X. PMC 6180151. PMID 30337917  . 
  28. ^ Вэй, Мин-Цянь; Раш, Кэтрин М.; Норман, Джулианна М.; Хафнер, Луиза М.; Эппинг, Рональд Дж.; Тиммс, Питер (1995-01-01). «Улучшенный метод трансформации штаммов Lactobacillus с использованием электропорации». Журнал микробиологических методов . 21 (1): 97–109. doi :10.1016/0167-7012(94)00038-9. ISSN  0167-7012.
  29. ^ Уиллеттс, Н.; Уилкинс, Б. (март 1984 г.). «Обработка плазмидной ДНК во время бактериальной конъюгации». Microbiological Reviews . 48 (1): 24–41. doi :10.1128/mr.48.1.24-41.1984. ISSN  0146-0749. PMC 373001 . PMID  6201705. 
  30. ^ Карранса, Херардо; Менгиано, Тамара; Валенсуэла-Гомес, Фернандо; Гарсия-Касорла, Иоланда; Кабесон, Елена; Аречага, Игнасио (2021). «Мониторинг бактериальной конъюгации с помощью оптической микроскопии». Границы микробиологии . 12 : 750200. doi : 10.3389/fmicb.2021.750200 . ISSN  1664-302X. ПМК 8521088 . ПМИД  34671336. 
  31. ^ Чианг, Инь Нин; Пенадес, Хосе Р.; Чен, Джон (2019-08-08). «Генетическая трансдукция фагами и хромосомными островами: новое и неканоническое». PLOS Pathogens . 15 (8): e1007878. doi : 10.1371/journal.ppat.1007878 . ISSN  1553-7366. PMC 6687093. PMID 31393945  . 

Внешние ссылки