CC BY
11УДК 582.287.12:57.083.18
МИКОЦИНО-ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ ТЕЛЕОМОРф И ВИДОВ КРИПТОКОККОВ ПОРЯДКА TREMELLALES
Голубев В.И. (в.н.с.)*
Всероссийская коллекция микроорганизмов (BKM), Институт биохимиии и физиологии микроорганизмов им. Г.К. Скрябина, Пущино, Россия
©Голубев В.И., 2014
Анаморфные и телеоморфные представители порядка Tremellales различаются по чувствительности к микоцинам тремелловых дрожжей, и в этом отношении телеоморфы перемешаны с видами Cryptococcus. Как правило, разные изоляты одного вида идентичны по микоциночувствительности, которая видоспецифична.
Ключевые слова: киллер-токсин, Cryptococcus, микоцин, таксономия, фунгицид
MYCOCIN sensitivity
PATTERNS OF TELEOMORPHS AND
cryptococcus SPECIES of the tremellales
ORDER
Golubev W.I. (leading scientific collaborator)
Russian Collection of Microorganisms (VKM),
G.K. Skryabin Institute for Biochemistry and Physiology
of Microorganisms, Pushchino, Russia
©Golubev W.I., 2014
Anamorphic and teleomorphic representatives of the order Tremellales differ in their sensitivity to mycocins of tremellaceous yeasts, and in this respect the teleomorphs are intermingled with Cryptococcus species. As a rule, various isolates of a species are identical in mycocin sensitivity pattern that is a species-related property.
Key words: Cryptococcus, fungicide, killer-toxin, mycocin, taxonomy
ВВЕДЕНИЕ
Дрожжевые грибы рода Cryptococcus Vuillemin широко распространены в природе. Их постоянно обнаруживают на вегетирующих растениях, растительных остатках, в воздухе, почве, морских и пресных водоемах во всех регионах земного шара - от полярных до тропических. Ряд видов этого рода представляет интерес в качестве продуцентов ли-
пидов [Turcotte G., Kosaric N. //Adv. Biochem. Engin. Biotechnol. - 1989. - Vol. 40] и внеклеточных полисахаридов [Jeanes A. //Food Technology. - 1974. - Vol. 28, №5]. Другие виды и, в частности, типовой вид рода - Cryptococcus neoformans (Sanfelice) Vuillemin (теле-оморфа - Filobasidiella neoformans Kwon-Chang) вызывают заболевания у человека и животных [Krajden S., et al. //J. Clin. Microbiol. - 1991. - Vol. 29, №9].
Известно, что виды криптококков и близких им родов секретируют белки или гликопротеины (мико-цины, киллер-токсины), обладающие антифунгаль-ной активностью, в том числе - и против патогенных грибов [Голубев В.И. и др. // Проблемы мед. микологии. - 2000. - Т. 2, №3]. По физико-химическим характеристикам, генетической детерминации, механизмам действия микоцины между собой различаются, но неизменна их активность, прежде всего, против таксономически и филогенетически родственных микоциногенным штаммам организмов. Исходя из этой особенности, можно информацию о микоцино-чувствительности рассматривать в качестве ценного дополнительного таксономического критерия [1].
Как и большинство анаморфных таксонов, род Cryptococcus полифилетичен. Согласно результатам сиквенирования генов рРНК, виды этих бази-диомицетовых дрожжей принадлежат к порядкам Filobasidiales, Holtermanniales, Trichosporonales и Tremellales [2]. В настоящей работе установлены профили чувствительности тремелловых видов крип-тококков и представителей восьми телеоморфных родов последнего порядка к микоцинам, секретиру-емым 14 штаммами тремелловых дрожжевых грибов девяти видов родов Bullera Derx, Cryptococcus и Hannaella Bai et Wang.
МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ
Перечень продуцентов микоцинов и ссылки на публикации, в которых охарактеризована их мико-циногенная активность, приведены в таблице 1.
Таблица 1
Список использованных микоциногенных штаммов
Виды, штаммы Ссылки
Bulleraalba (Hanna) Derx BKM Y-2829 [Golubev W., et al. // Mycoscience. -1997. - Vol. 38, №1]
B. hannae (Hamamoto et Nakase) BKM Y-2832 [Golubev W.I., et al. // J. Gen. Appl. Microbiol. - 1996. - Vol. 42, №6]
B. unica Hamamoto et Nakase BKM Y-2830 [Голубев В.И., Наказе Т. // Микробиология. - 1998. - Т. 67, №2]
Cryptococcus laurentii (Kufferath) Skinner BKM Y-1627, 1628, 1665 [Голубев В.И., Кузнецова Л.Б. // Микробиология. - 1989. - Т. 58, № 6]
C. nemorosus Golubev et al. BKM Y-2906 [3]
C. perniciosus Golubev et al. BKM Y-2905, 2907 [3]
C. pinus Golubev et Pfeiffer BKM Y-2958 [4]
C. podzolicus (Bab'eva et Reshetova) Golubev BKM Y-2247, 2249, 2908 [Голубев В.И. // Микробиология. -1991. - Т. 60, № 6.]
Hannaella sinensis Li (Bae et Wang) var. lactis Li (Bae et Wang) BKM Y-2826 [Golubev W.I., Nakase T. //FEMS Microbiol. Lett. -1997. - Vol. 146, №1]
Контактное лицо: Голубев Владислав Иванович e-mail: [email protected]
Все типовые штаммы обследованных видов криптококков и дрожжевые фазы (за исключением F. neoformans) видов родов Bulleromyces Boekhout et Fonseca, Kwoniella Statzell-Tallman et Fell, Sirobasidium
s
ПРОБЛЕМЫ МЕДИЦИНСКОЙ МИКОЛОГИИ, 2014, Т.16, №4
ЬадегЬе1ш е! Ра!оиШаг4 Fibulobasidium Вапёош, Filobasidiella Kwon-Chang РарНЫгета Башраю е! а1., Tremella Регеооц, Trimorphomyces Вапёош е! Obeгwink1eг получены из Всероссийской коллекции микроорганизмов (ВКМ, http://www.vkm.rn/).
Для тестирования на чувствительность к ми-коцинам использовали среду с цитрат-фосфатным буфером (рН 4.0, 4.5, 5.0 и 5.0) следующего состава (г/л): глюкоза - 5, пептон - 2.5, дрожжевой экстракт - 2, глицерин - 50 мл, агар - 20. На эту среду наносили 0,05 мл суспензии (примерно 105 клеток/мл) обследуемых 2-3-суточных культур, выращенных на сусло-агаре, тщательно растирали шпателем и затем штрихом наносили обильный инокулюм 5-6-суточ-ных культур микоциногенных штаммов. Засеянные таким образом чашки инкубировали при комнатной температуре (18-20 °С), иногда также при 5 °С до появления роста газона. При формировании зоны подавления роста шириной несколько миллиметров
вокруг микоциногенного штамма посеянную газоном культуру регистрировали как чувствительную. Если зона подавления роста не превышала 1-2 мм и нередко при дальнейшей инкубации зарастала, то такие штаммы относили к слабо чувствительным. При отсутствии зоны ингибирования роста штаммы считали нечувствительными.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ОБСУЖДЕНИЕ
Все обследованные тремелловые грибы чувствительны к каким-либо из микоцинов, продуцируемых представителями своего порядка (табл. 2).
Наиболее узок спектр действия микоцина B. hannae ВКМ У-2832, активный лишь против пяти из обследованных видов. За ним по возрастанию диапазона действия следуют микоцины, секрети-руемые C. laurentii ВКМ У-1628, C. nemorosus ВКМ У-2906, С podzolicus ВКМ У-2249, а далее - B. итса и С. podzolicus ВКМ У-2247, 2908. Наиболее широки-
Таблица 2
Чувствительность видов телеоморф и криптококков порядка Tremellales к микоцинам, секретируемым
тремелловыми дрожжами
Виды, штаммы 2832 2249 1628 2906 2830 2247 1627 2905 1665 2826 2829 2958
2908 2907
Cryptococcus podzolicus BKM Y-1982, 2111-2113,2248,2873 + + + + + + + + + + + +
C. dimennae BKM Y-1644 + + + c с + + + + + + +
Tremella indecorata BKM Y-2775 + c + c с + + + + c + +
Kwoniella heveanensis BKM Y-1457 + + с + с + + + + + + -
C. skinneri BKM Y-1283 + с с - + + + + + + + +
Bulleromyces albus BKM Y-2141 - + + + с + с + + + с +
C. flavescens BKM Y-1595 - + + + - + + + + + + +
Sirobasidium magnum BKM Y-2730 - с с с - + + + + + + с
T. fuciformis BKM Y-2761 - - + + - + + + + + с +
T. simplex BKM Y-2683 - с - + + + - + + + + +
T. samoensis BKM Y-2773 - - - + + - с + с + + +
Fibulobasidium inconspicuum BKM Y-2732 - - - - с + + с + с + +
T. foliacea BKM Y-2680 - + - - + + с + + с + +
T. mycophaga BKM Y-2682 - + - + с + - + - + с +
C. laurentii BKM Y-1627, 1665 - + - с + + - + х + с +
C. laurentii BKM Y-1628 - + х - + + - + + + с +
C. allantoinivorans BKM Y-2933 - - + - с - + + + с + +
Trimorphomyces papilonaceous BKM Y-2921 - с + с - + + + + с - -
C. paraflavus BKM Y-2923, PTZ 442, 444 - - + + с + + - + - + +
T. aurantia BKM Y-2678 - - - - + + + - + + + +
T. encephala BKM Y-2679 - - с - - - + + + + + +
T. subanomala BKM Y-2797 - - - - с - с + + + + +
C. aureus BKM Y-328 - - - - с - + + с + + +
C. peneaus BKM Y-1291 - - - - с - с + с с + +
Filobasidiella neoformans CBS 132 - - - с с с - + - с + +
C. perniciosus BKM Y-2905, 2907 - - + - - с + х + + - +
C. nemorosus BKM Y-2906 - - с х - с + - + + - +
C. pinus BKM Y-2958 - - - - - + с + + - - х
Papiliotrema bandonii BKM Y-2917 - - - - - - с - с + - +
C. carnescens BKM Y-720 - - - - - + - + - - + +
C. victoriae BKM Y-2936 - - - - - с - с - - + +
C. flavus BKM Y-2232 - - - - - - с - с - - с
Fil. amylolenta BKM Y-2227 - - - - - - - с - + + -
T. mesenterica BKM Y-2681 - - - - - - - - - - + +
Примечание: жирным шрифтом выделены телеоморфы, чувствителен (+), слабо чувствителен (с), не чувствителен |
ми спектрами действия характеризуются микоцины, секретируемые штаммами B. alba BKM Y-2829, C. laurentii ВКМ Y-1627, 1665, C. perinciosus BKM Y-2905, 2907, C. pinus BKM Y-2958 и H. sinensis BKM Y-2826. К ним чувствительно большинство протестированных видов как телеоморфных родов, так и рода Cryptococcus. Среди микоцинов широкого спектра действия в качестве перспективных антифунгальных агентов, в частности, против возбудителя крипто-коккоза, можно отметить микоцины, образуемые B. alba BKM Y-2829 и C. pinus BKM Y-2958, из которых первый отличается повышенной термостабильностью, и оба характеризуются устойчивостью к ряду протеаз [4 и Golubev W., et al. // Mycoscience. - 1997.
- Vol. 38, №1].
Виды криптококков и телеоморфных родов по микоциночувствительности перемешаны между собой. Заметной локализации, обособления в этом отношении каких-либо видов или родов не прослеживали.
Чувствительностью ко всем использованным микоцинам характеризуются виды C. podzolicus, C. dimennae и T. indecorata. К ним примыкают нечувствительные лишь к одному-двум микоцинам
B. albus, C. flavescens, C. skinneri, K. heveanensis, S. magnum и T. simplex. К наименьшему числу микоцинов тремелловых дрожжей чувствительны C. carnescens, C. flavus, C. pinus, C. victoriae, P. bandonii и T. mesenterica.
Штаммы одного вида идентичны (C. paraflavus,
C. podzolicus) либо очень сходны (C. laurentii) по ми-коциночувствительности. Отметим, что культуры C. laurentii BKM Y-1628 и -1665 при скрещивании на кукурузном агаре образовывали конъюгационные трубки, но конъюгации и формирования мицелия не наблюдали. Положительных результатов не достигли и при внутривидовом скрещивании штаммов C. paraflavus и C. podzolicus.
Профиль чувствительности каждого из обследованных видов к использованному набору микоцинов уникален, хотя некоторые в этом отношении различаются лишь по степени чувствительности (C. aureus -C. peneaus, C. nemorosus - C. perniciosus, C. carnescens
- C. victoriae). Выявленные отличия по микоциночув-ствительности, в подавляющем числе случаев, могут быть использованы при идентификации, дифферен-
циации видов Cryptococcus от дрожжевых фаз видов телеоморфных родов Tremellales, часто практически неотличимых от криптококков по морфологическим и физиолого-биохимическим признакам.
Виды, сходные по микоциночувствительности, порой близки и филогенетически (например, C. nemorosus - C. perniciosus, C. carnescens - C. victoriae), но нередко их группирование по результатам сикве-нирования D1/D2 региона гена рРНК и чувствительности к микоцинам существенно разнится. Так, виды C. carnescens и C. dimennae, объединяемые в фило-группу victoriae, различаются между собой по чувствительности к семи микоцинам (табл. 2). Эти несоответствия связаны, вероятно, с тем, что к настоящему времени филогенетический анализ рассматриваемых организмов основан на данных лишь частичного сиквенирования одного гена, и эти результаты следует рассматривать как предварительные.
Другой причиной таких несоответствий, особенно, при обследовании родственных таксонов, может быть наличие перекрестного иммунитета. Вероятность иммунологического сходства в таких случаях существенна, поскольку исследованные нами мико-циногенные штаммы таксономически и филогенетически близки. В связи с этим подчеркнем, что тестирование на реакцию к микоцинам не дифференцирует принципиально разные типы нечувствительности, которая может быть обусловлена либо устойчивостью, либо иммунитетом. Устойчивые клетки лишены рецепторов, связывающих микоцины, т.е. от чувствительных они отличаются структурой, составом клеточной стенки, цитоплазматической мембраны, биогенез которых детерминируется ядерным геномом. Микоциногенные же штаммы нечувствительны к собственному микоцину, поскольку он (или его предшественник) содержит компонент, обеспечивающий их иммунитет к нему. Иммунитетом обладают и так называемые нейтральные штаммы, содержащие генетические детерминанты синтеза микоцина, но образующие его в неактивной форме или неспособные его секретировать. При утрате генетических детерминант синтеза микоцина штамм теряет иммунитет к нему, т.е. в отличие от устойчивости, таксо-номически специфичной, иммунитет, как и способность продуцировать микоцин, является штаммо-вым признаком.
ЦИТИРОВАННАЯ ЛИТЕРАТУРА
1. Голубев В.И. Микоцинотипирование //Микология и фитопатология. - 2012. - Т. 46, №1. - С. 3-13.
2. Kurtzman C.P., Fell J.W., Boekhout T. (eds.) The Yeasts. A Taxonomic Study. - Amsterdam, Elisevier B.V., 2011. - 2080 p.
3. Golubev W.I., Gadanho M., Sampaio J.P., Golubev N.W. Cryptococcus nemorosus sp. nov. and Cryptococcus perniciosus sp. nov. related to Papiliotrema Sampaio et al. (Tremellales). //Int. J. System. Evol. Microbiol. - 2003. - Vol. 53, №3. - P. 905911.
4. Голубев В.И. Антитремелломицетовая активность микоцина Cryptococcus pinus // Микробиология. - 2009. - Т. 78, №3. - С. 355-361.
Поступила в редакцию журнала 11.11.14 ¡г
Рецензент: Н.П. Блинов '^m^Lj?
