Komagataella

Komagataella
Komagataella phaffii, штамм GS115
Научная классификация
Домен: Эукариоты Царство: Грибы Подцарство: Высшие грибы Отдел: Аскомицеты Подотдел: Saccharomycotina O.E.Erikss. & Winka, 1997 Класс: Сахаромицеты (Saccharomycetes G.Winter, 1880) Порядок: Сахаромицетовые Семейство: Pichiaceae Род: Komagataella
Международное научное название
Komagataella Y.Yamada, M.Matsuda, K.Maeda & Mikata, 1995
Синонимы
Pichia
Дочерние таксоны
Komagataella kurtzmanii Komagataella mondaviorum Komagataella pastoris Komagataella phaffii Komagataella populi Komagataella pseudopastoris Komagataella ulmi
Систематика в Викивидах Изображения на Викискладе NCBI   460517 EOL   6655148 MB   27606

Филогенетическое дерево видов рода Komagataella

Komagataella (лат.) — род метилотрофных почкующихся дрожжей. Впервые представитель данного рода Pichia pastoris описан в 1960-х годах, тогда же охарактеризована способность этих дрожжей использовать метанол в качестве источника углерода и энергии^[1]. В 1995 году после филогенетического анализа, основанного на последовательности рибосомных РНК, P. pastoris отнесли к отдельному роду Komagataella с новым названием — Komagataella pastoris. Komagataella pastoris стали единственным представителем рода Komagataella^[2]. Дальнейшие исследования позволили выделить новые виды рода Komagataella. В настоящее время род Komagataella насчитывает 7 видов^[3]. По состоянию на 2023 год старое название Pichia все ещё может использоваться в биотехнологической литературе^[4].

Важным представителем рода являются дрожжи Komagataella phaffii, которые широко используются в биологических исследованиях и биотехнологической отрасли в качестве модельного организма и продуцента рекомбинантых белков^[4][5].

Таксономия

Род Komagataella относится к малоизученному семейству почкующихся дрожжей Pichiaceae. По меньшей мере 30 видов этого семейства являются метилотрофами, они могут расти на метаноле в качестве единственного источника углерода, что не встречается ни у каких других дрожжей^[6]. Выделение отдельного рода, названного Komagataella, было предложено в 1995 году японскими учеными Yamada et al. при реклассификации метилотрофных дрожжей Pichia pastoris. Основанием для предложения нового рода послужил анализ расхождений в частичных последовательностях 18S и 23S рибосомных РНК. Род Komagataella является близким к роду Phaffomyces, относящемуся к тому же семейству^[7]. К роду Komagataella относятся семь видов^[8]:

• Komagataella kurtzmanii, G.I.Naumov, E.S.Naumova, Tyurin & Kozlov, 2013;
• Komagataella mondaviorum, G.I.Naumov, E.S.Naumova & K.L.Boundy-Mills, 2018;
• Komagataella pastoris, (Guillierm., 1919) Y.Yamada, M.Matsuda, K.Maeda & Mikata, 1995;
• Komagataella phaffii, Kurtzman, 2005 — применяются в промышленности и в научных исследованиях^[9];
• Komagataella populi, Kurtzman, 2012;
• Komagataella pseudopastoris, Dlauchy, Tornai-Leh., Fülöp & G.Péter, 2003; Kurtzman, 2005;
• Komagataella ulmi, Kurtzman, 2012.

В природе

Естественная среда обитания

В природе дрожжи рода Komagataella встречаются на деревьях, например, каштанах^[10]. Они гетеротрофы и могут использовать для жизни несколько источников углерода, таких как глюкоза, глицерин и метанол^[11]. Однако они не могут использовать лактозу.

Размножение

Дрожжи рода Komagataella могут использовать как бесполое, так и половое размножение путем почкования и с образованием аскоспор^[12]. Существуют два типа клеток Komagataella: гаплоидные и диплоидные клетки. В бесполом жизненном цикле гаплоидные клетки размножаются с помощью митоза. В половом жизненном цикле диплоидные клетки проходят процесс споруляции с мейотическим делением^[13]. Скорость роста колоний варьирует в широком диапазоне: от практически равной 0 до удвоения в течение часа, что является существенным достоинством для биотехнологического применения^[14].

Примечания

1. Koichi Ogata, Hideo Nishikawa & Masahiro Ohsugi (1969). "A Yeast Capable of Utilizing Methanol". Agricultural and Biological Chemistry. 33 (10): 1519–1520. doi:10.1080/00021369.1969.10859497.
2. Yamada, Yuzo; Matsuda, Minako; Maeda, Kojiro; Mikata, Kozaburo (January 1995). "The Phylogenetic Relationships of Methanol-assimilating Yeasts Based on the Partial Sequences of 18S and 26S Ribosomal RNAs: The Proposal of Komagataella Gen. Nov. (Saccharomycetaceae)". Bioscience, Biotechnology, and Biochemistry. 59 (3): 439–444. doi:10.1271/bbb.59.439. PMID 7766181.
3. Komagataella Y.Yamada, M.Matsuda, K.Maeda & Mikata, 1995 (англ.). www.gbif.org. Дата обращения: 4 марта 2024. Архивировано 23 мая 2023 года.
4. Heistinger, Lina; Gasser, Brigitte; Mattanovich, Diethard (1 июля 2020). "Microbe Profile: Komagataella phaffii: a methanol devouring biotech yeast formerly known as Pichia pastoris". Microbiology (англ.). 166 (7): 614–616. doi:10.1099/mic.0.000958. ISSN 1350-0872. PMID 32720891.
5. De Schutter, K., Lin, Y., Tiels, P. (2009). "Genome sequence of the recombinant protein production host Pichia pastoris". Nature Biotechnology. 27 (6): 561–566. doi:10.1038/nbt.1544. PMID 19465926.
6. Douglass A. P., Byrne K. P., Wolfe K. H. [academic.oup.com/femsyr/article/19/6/foz058/5545594 The Methylotroph Gene Order Browser (MGOB) reveals conserved synteny and ancestral centromere locations in the yeast family Pichiaceae] (англ.) // FEMS Yeast Research. — 2019. — Vol. 19, no. 6. — P. foz058. — doi:10.1093/femsyr/foz058.
7. Kurtzman C. P., Robnett C. J., Basehoar-Powers E. Phylogenetic relationships among species of Pichia, Issatchenkia and Williopsis determined from multigene sequence analysis, and the proposal of Barnettozyma gen. nov., Lindnera gen. nov. and Wickerhamomyces gen. nov (англ.) // FEMS yeast research. — Vol. 8, no. 6. — P. 939—954. — doi:10.1111/j.1567-1364.2008.00419.x. Архивировано 4 марта 2024 года.
8. Komagataella Y.Yamada, M.Matsuda, K.Maeda & Mikata, 1995 (англ.). www.gbif.org. Дата обращения: 4 марта 2024. Архивировано 23 мая 2023 года.«Komagataella Y.Yamada, M.Matsuda, K.Maeda & Mikata, 1995» Архивная копия от 23 мая 2023 на Wayback Machine. www.gbif.org.
9. Kurtzman, Cletus Paul (November 2009). "Biotechnological strains of Komagataella (Pichia) pastoris are Komagataella phaffii as determined from multigene sequence analysis". Journal of Industrial Microbiology & Biotechnology. 36 (11): 1435–1438. doi:10.1007/s10295-009-0638-4.
10. Heistinger, L; Dohm, JC; Paes, BG; Koizar, D; Troyer, C; Ata, Ö; Steininger-Mairinger, T; Mattanovich, D (25 апреля 2022). "Genotypic and phenotypic diversity among Komagataella species reveals a hidden pathway for xylose utilization". Microbial Cell Factories. 21 (1): 70. doi:10.1186/s12934-022-01796-3. PMC 9036795. PMID 35468837.
11. Rebnegger, C., Vos, T., Graf, A. B., Valli, M., Pronk, J. T., Daran-Lapujade, P., & Mattanovich, D. (2016). "Pichia pastoris exhibits high viability and a low maintenance energy requirement at near-zero specific growth rates". Applied and Environmental Microbiology. 82 (15): 4570–4583. Bibcode:2016ApEnM..82.4570R. doi:10.1128/AEM.00638-16. PMC 4984280. PMID 27208115.
12. Kurtzman (1998). "42 - Pichia E.C. Hansen emend. Kurtzman". The Yeasts: A Taxonomic Study. 1: 273–352. doi:10.1016/B978-044481312-1/50046-0. ISBN 9780444813121.
13. Zörgö E, Chwialkowska K, Gjuvsland AB, Garré E, Sunnerhagen P, Liti G, Blomberg A, Omholt SW, Warringer J (2013). "Ancient Evolutionary Trade-Offs between Yeast Ploidy States". PLOS Genetics. 9 (3): e1003388. doi:10.1371/journal.pgen.1003388. PMC 3605057. PMID 23555297.
14. Kastilan, R., Boes, A., Spiegel, H. (2017). "Improvement of a fermentation process for the production of two PfAMA1-DiCo-based malaria vaccine candidates in Pichia pastoris". Nature. 1 (1): 7. Bibcode:2017NatSR...711991K. doi:10.1038/s41598-017-11819-4. PMC 5607246. PMID 28931852.