ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ YARROWIA LIPOLYTICA К МИКОЦИНАМ WICKERHAMOMYCES Текст научной статьи по специальности «Биологические науки»

DOI:10.24412/1999-6780-2020-3-26-28 УДК 582.232+637.17

ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ YARROWIA LIPOLYTICA К МИКОЦИНАМ WICKERHAMOMYCES

Голубев В.И. (в.н.с.)*

Всероссийская коллекция микроорганизмов, Институт биохимии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина РАН, Московская область, Пущино, Россия

Все штаммы Yarrowia lipolytica чувствительны, нередко - слабо, к микоцинам трех видов Wickerhamomyces. Наибольшей фунгицидной активностью обладают W. ciferri и некоторые штаммы W. anomalus. Не выявлено взаимосвязи между степенью чувствительности штаммов и их происхождением, а также типом спаривания.

Ключевые слова: микоцин, киллер-токсин, фунгицид, Candida

SENSITIVITY OF YARROWIA LIPOLYTICA TO WICKERHAMOMYCES MYCOCINS

Golubev W.I. (leading scientific collaborator)

Russian Collection of Microorganisms, Institute of Biochemistry and Physiology of Microorganisms of Russian Academy of Sciences, Pushchino, Russia

All strains of Yarrowia lipolytica are sensitive or weakly sensitive to mycocins of three species Wickerhamomyces. W. ciferri and some strains of W. anomalus exhibit the most fungicidal activity. Interrelation was not revealed between the extent of strain sensitivity to mycocins and their origin, and mating type.

Key words: mycocin, killer-toxin, fungicid, Candida

Дрожжи Yarrowia lipolytica (Wickerham, Kurtz-man et Herman 1970) van der Walt et von Arx 1980 представляют большой биотехнологический интерес благодаря их способности ассимилировать углеводороды, продуцировать большие количества липи-дов, лимонной и других кислот, эритрит, у-декалактон, синтезировать протеазы и липазы [1]. Такая ферментативная активность обусловливает приуроченность к субстратам (продукты нефтепереработки, сыры, мясные изделия), в которых обычно обнаруживают данные грибы под разными наименованиями. К настоящему времени у вида насчитывают около 20 синонимов, из которых наиболее распространенный - Саndida lipolytica.

В таксономическом плане он занимает обособленное положение в порядке Saccharomycetales и филогенетически далек от других аскоспоровых

дрожжей. Эта отдаленность находит отражение в чувствительности к микоцинам (киллер-токсинам), действующим, прежде всего, на филогенетически близкие виды [2]. Y. lipolytica нечувствительна, в частности, к микоцинам представителей родов Han-seniaspora [3], Kluyveromyces[4], Ogatea [5], Starmera [6] , Pichia [7].

Цель настоящей работы - оценка с помощью микоцинотипирования таксономической гомогенности коллекции культур Y. lipolytica, состоящей во Всероссийской коллекции микроорганизмов (ВКМ) из 87 штаммов разного географического и субстратного происхождения. Использованы микоциноген-ные штаммы трех видов Wickerhamomyces Kurtzman, Robnett et Basehoar-Powers, обладающих весьма широкими спектрами действия.

МЕТОДИКА

Все использованные в работе штаммы (табл. 1) поддерживаются в секторе дрожжей Всероссийской коллекции микроорганизмов (http://www.vkm.ru).

Тестирование чувствительности к микоцинам видов Wickerhamomyces проводили на глюкозо-пептонном агаре (глюкоза - 5, пептон - 2,5, дрожжевой экстракт - 2, агар - 20 г/л) с цитрат-фосфатным буфером (pH 4,5) и 3% NaCl. На ее поверхность наносили 0,05 мл суспензии (~ 105 клеток/мл) обследуемых 2-3-суточных культур Y. lipolytica, выращенных на сусло-агаре, тщательно растирали шпателем и затем штрихом наносили обильный иноку-люм микоциногенных штаммов. Засеянные чашки инкубировали при комнатной температуре до появления роста газона. При формировании вокруг культур Wickerhamomyces зон подавления роста шириной несколько мм обследуемые штаммы регистрировали как чувствительные, если она не превышала 1 -2 мм, то относили к слабочувствительным, а при отсутствии ингибирования роста - к нечувствительным.

Таблица 1

Обследованные штаммы Yarrowia lipolytica (Wickerham, Kurtzman et Herman 1970) van der Walt et von Arx 1980, поддерживаемые во Всероссийской коллекции микроорганизмов (ВКМ), и их оригинальные наименования

BKM Y-47 Mycotorula lipolytica Harrison, T, mt B BKM Y-57 Candida olea van Rij et Verona, T, mt B BKM Y-224 Monilia cornealis Nannizzi, T, mt B BKM Y-1558 C. paralipolytica Yamada et Ota, T, mt A BKM Y-2015T, mt A BKM Y-2016, mt B

BKM Y-2125 C. pseudolipolytica Blagodatskaya et Kockova-

Kratochvilova, T, mt A, 2126, 2340, 2342 - 2347, 2349 BKM Y-2407 C. lipolytica (Harrison) Diddens et Lodder var. thermotoler-ans Blagodatskaya et Kockova-Kratochvilova, T, mt B, 2364, 2373, 2375, 2381, 2397, 2398, 2402 - 2404, 2406, 2408, 2412 C. lipolytica (Harrison) Diddens et Lodder BKM Y-917, 2341, 2343, 2348, 2352, 2360 - 2363, 2365 - 2373, 2785, 2820, 2374, 2376 -2380, 2382 - 2397, 2399 - 2401, 2405, 2409 -2411, 2409 - 2411, 2413 - 2416, 2440

* Контактное лицо: Голубев Владислав Иванович, e-mail: wig@ibpm.pushchino.ru

Обозначения: Т - типовой штамм, mt - тип спаривания

Таблица 3

Источники выделения штаммов Yarrowia Иро!уИса

ВКМ У-47 маргарин

ВКМ У-57 маслины

ВКМ У-224 поврежденная роговица

ВКМ У-917 керосиновые фильтры

ВКМ У-2015, 2016 зерновая фабрика

ВКМ У-2341, 2373, 2399, 2414, 2415, дизельное топливо

2785, 2820

ВКМ У-2342 - 2351, 2364, 2365 почва, пропитанная нефтью

ВКМ У-2352, 2360, 2362, 2367 - 2372, активный ил нефтеперера-

2374 - 2377, 2379, 2384 -2398, 2400 - батывающего завода

2404, 2411, 2412

ВКМ У-2361, 2380 - 2383, 2405 - 2410 нефть

ВКМ У-2363 лабораторный воздух

ВКМ У-2416 почва

ВКМ У-2440 активный ил молочного

завода

ВКМ У-2338, 2340, 2366, 2378, 2399, неизвестно

2413

РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ

Среди изученных видов Wickerhamomyces активность против У. Иро1уИса обнаружена у видов W. апота1ш [8], W. С/егп [9] и W. silvicola [10]. Согласно внутриродовым спектрам действия, внутри первого вида выявлено пять групп штаммов: 1-1, 1-2, II-3, 111-4, 111-5. Из них у первых двух групп отсутствовала активность против У. Иро1уИса, а третья - проявляла слабую активность лишь против двух штаммов, один из которых, ВКМ У-224, был выделен от пациента.

Обследованные другие 85 штаммов У. Иро1уНса оказались чувствительны ко всем остальным тестированным микоциногенным культурам, но многие только слабо (табл. 2).

Таблица 2

Группирование штаммов Y. \ipo\ytica по чувствительности к микоцинам трех видов Wickerhamomyces

Обозначения: + чувствительны, - нечувствительны, с - слабочувствительны

Значительным было количество слабочувствительных штаммов к микоцинам группы 111-4 W. апота1ш и W. silvicolа, тогда как наиболее высокой антифунгальной активностью характеризовались микоцины, секретируемые штаммами группы 111-5 W. anomalus и W. а/ет.

Не выявлено взаимосвязи межу группированием штаммов У. lipolytica по степени чувствительности к микоцинам трех видов Wickerhamomyces и источниками их выделения (табл. 3), а также типами спаривания (табл. 1).

Активные против У. lipolytica культуры обладают фунгицидным действием, нарушая проницаемость цитоплазматической мембраны. Синтез у них микоцинов детерминирован хромосомными генами, а рецепторами микоцинов служит Р-1,6-глюкан клеточной стенки [11]. Эти сведения касаются, строго говоря, лишь высокоактивных культур. В отношении же слабоактивных штаммов подобная информация пока отсутствует.

Способность образовывать микоцины является, в отличие от чувствительности [2], штаммовым признаком, что делает сомнительной экстраполяцию на штаммы с низкой активностью данных, полученных на высокоактивных культурах.

Таблица 3

Источники выделения штаммов Yarrowia \ipo\ytica

№. №. $Ыоо!а №. о'^вт

апотаШэ апота!иэ У. ¡¡ро!уИоа

1-1, 2 11-3 111-4 111-5

158 148 178 160 159 169

- с + + + + 224, 2407

2016, 2338, 2349, 2372,

- - + + + + 2380, 2405, 2409, 2410,

2785, 2820

1558, 2125, 2348, 2370,

с + + + 2371, 2377, 2378, 2383,

2389, 2391, 2392, 2401,

2404, 2411, 2412, 2440

+ с + + 2360, 2368, 2369, 2394,

2400, 2406, 2415

47, 57, 2015, 2126, 2342,

2343, 2345, 2346, 2362,

с с + + 2367, 2375, 2376, 2381,

2382, 2386, 2388, 2396,

2402, 2404, 2414, 2415,

2785

917, 2340, 2341, 2344,

2347, 2350, 2351, 2352,

2361, 2364, 2365, 2373,

- - с с с + 2374, 2379, 2384, 2385,

2387, 2390, 2393, 2395,

2397 - 2399, 2403, 2408,

2413

- - с с с с 2416

ВКМ У-47 маргарин

ВКМ У-57 маслины

ВКМ У-224 поврежденная роговица

ВКМ У-917 керосиновые фильтры

ВКМ У-2015, 2016 зерновая фабрика

ВКМ У-2341, 2373, 2399, 2414, 2415, дизельное топливо

2785, 2820

ВКМ У-2342 - 2351, 2364, 2365 почва, пропитанная

нефтью

ВКМ У-2352, 2360, 2362, 2367 - активный ил нефтепере-

2372, 2374 - 2377, 2379, 2384 -2398, рабатывающего завода

2400 - 2404, 2411, 2412

ВКМ У-2361, 2380 - 2383, 2405 - нефть

2410

ВКМ У-2363 лабораторный воздух

ВКМ У-2416 почва

ВКМ У-2440 активный ил молочного

завода

ВКМ У-2338, 2340, 2366, 2378, 2399, неизвестно

2413

Множественное использование Y. lipolytica в биотехнологии, а также накапливающиеся информация о патогенности данного вида и адаптации к ан-

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

тифунгальным препаратам [12], несомненно, индуцируют дальнейшие исследования его взаимодействия с микоциногенными дрожжами.

ЛИТЕРАТУРА

1. Liu H.-H., Ji X.-J., Huang H. Biotechnological applications of Yarrowia lipolytica: Past, present and future. Biotechnol ADV. 2015; 33 (8):1522-46. doi: 10.1016 / j. biotechadv.2015.07.010.

2. Голубев В.И. Микоцинотипирование. Микология и фитопатология. 2012; 46 (1): 3-13. [Golubev V.I. Mycocino-typing. Mycology and Phytopathology. 2012; 46 (1): 3-13 (In Russ)].

3. Голубев В.И. Микоциногения у видов Hanseniaspora. Микология и фитопатология. 2014; 48 (1): 49-52. [Golubev V.I. Mycocinogeny in Hanseniaspora species. Mycology and Phytopathology. 2014; 48 (1): 49-52 (In Russ)].

4. Голубев В.И. Фунгицидная активность дрожжей, выделенных из чала. Прикладная биохимия и микробиология. 2013; 49 (2): 175-180. [Golubev V.I. Fungicidal activity of yeast isolated from chal. Applied biochemistry and Microbiology. 2013; 49 (2): 175-180 (In Russ)].

5. Голубев В.И. Антифунгальная активность метилотрофных дрожжей, ассоциированных с жуками-короедами. Микология и фитопатология. 2017; 51 (1): 29-33. [Golubev V.I. Antifungal activity of methylotrophic yeasts associated with bark beetles. Mycology and Phytopathology. 2017; 51 (1): 29-33. (In Russ)].

6. Голубев В.И., Благодатская В.М. Внутри- и межродовой спектры действия микоцинов Pichia punctispora (Melard 1910) Dekker 1931. Микробиология. 1994; 63 (4): 637-642. [Golubev V.I., Blagodatskaya V.M. Intra- and inter-natal action spectra of mycocins Pichia punctispora (Melard 1910) Dekker 1931. Microbiology. 1994; 63 (4): 637-642 (In Russ)].

7. Голубев В.И. Микоциногения у дрожжей рода Starmera. Проблемы медицинской микологии. 2017; 19 (2): 10-13. [Golubev V. I. Mycocinogeny in yeast of the genus Starmera. Problems in Medical Mycology. 2017; 19 (2): 10-13 (In Russ)].

8. Голубев В.И. Внутривидовая и внутриродовая антагонистическая активность Wickerhamomyces anomalus. Микробиология. 2015; 84 (2): 212-215. [Golubev V.I. Intraspecific and intragenital antagonistic activity of Wickerhamomyces anomalus. Microbiology. 2015; 84 (2): 212-215 (In Russ)].

9. Голубев В.И. Спектр действия микоцина Wickerhamomyces ciferrii. Биотехнология. 2015; 31 (1): 15-21. [Golubev V. I. Action spectrum of Wickerhamomyces ciferrii mycocin. Biotechnology. 2015; 31 (1): 15-21 (In Russ).

10. Голубев В.И. Антифунгальная активность Wickerhamomyces silvicola. Микробиология. 2015; 84 (5): 529-535. [Golubev V. I. Antifungal activity of Wickerhamomyces silvicola. Microbiology. 2015; 84 (5): 529-535 (In Russ)]. Doi: 10.7868/S0026365615050109

11. Farkas Z., Marki-Zay J., Kucsera J., et al. Characterization of two different toxins of Wickerhamomyces anomalus (Pichia anomala) VKM Y-159. Acta Biol. Hungarica. 2012; 63 (2): 277-87. doi: 10.1556 / ABiol.63.2012.2.9.

12. Zieniuk B., Fabiszewska F. Yarrowia lipolytica: a beneficious yeast in biotechnology as a rare opportunistic fungal pathogen: a minireview. World J. Microbiol. Biotechnol. 2019; 35 (1): 10. doi: 10.1007/s11274-018-2583-8.

Поступила в редакцию журнала 11.03.2020 Рецензент: Т.С. Богомолова