Lactobacillus acidophilus/ja: Difference between revisions

Lactobacillus acidophilus/ja
Created page with "=== ゲノム科学 === 原核生物のゲノムの特殊性は、複製の際に原核生物がどのようにDNAを複製するかを認識することで区別できる。''L.アシドフィルス''では、複製はoriCと呼ばれる起点から始まり、複製フォークの形で双方向に移動する。DNAは先導鎖上では連続..."
Created page with "== 環境{{Anchor|Environment}}== thumb|哺乳類の腸管から採取した柱状上皮細胞。''L.アシドフィルス菌''はこの細胞型に付着しやすく、よく増殖する。 ''L.アシドフィルス菌''は、哺乳類の口腔、腸、膣腔で自然に増殖する。ほぼ全ての乳酸菌種は、シャペロンの活性を高めることを含む耐..."
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[[Prokaryote/ja|原核生物]]のゲノムの特殊性は、[[Cell replication/ja|複製]]の際に原核生物がどのように[[DNA/ja|DNA]]を複製するかを認識することで区別できる。''L.アシドフィルス''では、複製は[[Origin of replication/ja|oriC]]と呼ばれる起点から始まり、[[DNA replication/ja|複製フォーク]]の形で双方向に移動する。DNAは[[DNA replication/ja|先導鎖]]上では連続的に、[[DNA replication/ja|遅行鎖]]上では不連続な[[Okazaki fragments/ja|岡崎フラグメント]]として、[[DNA polymerase III holoenzyme/ja||DNAポリメラーゼIII]]酵素の助けを借りて合成される。先行鎖と遅行鎖のDNA合成を開始するには、RNAプライマーが必要である。DNAポリメラーゼIIIは、RNAプライマーに従って5'から3'方向にDNAを合成する。''L.アシドフィルス菌''の[[genome/ja|ゲノム]]は小さく、[[GC-content/ja|グアニン-シトシン]]含量は約30%と低い。様々な''L. アシドフィルス''の46株のゲノムを比較した研究によると、ゲノムのサイズは1.95Mbから2.09Mbで、平均サイズは1.98Mbであった。ゲノム中の平均コード配列数は1780個で、発酵食品や市販のプロバイオティクスから分離された株は、ヒトから分離された株よりも平均してコード配列数が多かった。''L.アシドフィルス''はオープンな状態の[[pan-genome/ja|パンゲノム]](種内の全遺伝子)を持っており、シーケンシングされたゲノムの数が増えるにつれてパンゲノムのサイズが大きくなることを意味している。コアゲノム(種の全個体が共有する遺伝子)は、''L. アシドフィルス''の場合、約1117遺伝子で構成されている。 遺伝子解析の結果、すべての''L. アシドフィルス''株が、糖質代謝の主要酵素であるグリコシルヒドロラーゼの少なくとも15ファミリーを含んでいることも明らかになった。15のGHファミリーはそれぞれ、グルコース、ガラクトース、フルクトース、スクロース、デンプン、マルトースなどの一般的な炭水化物の代謝に関与していた。抗生物質の排出、抗生物質の標的変更、および抗生物質の標的防御による抗生物質耐性をコードする遺伝子は、すべての''L. アシドフィルス''株に存在し、すべての株で18種類の抗生物質に対する防御を提供していた。フルオロキノロン系、グリコペプチド系、リンコサミド系、マクロライド系、テトラサイクリン系は、''L. アシドフィルス''が最も高い耐性を示した5つの抗生物質クラスであり、これらのクラスに関連する300以上の遺伝子が存在した。
[[Prokaryote/ja|原核生物]]のゲノムの特殊性は、[[Cell replication/ja|複製]]の際に原核生物がどのように[[DNA/ja|DNA]]を複製するかを認識することで区別できる。''L.アシドフィルス''では、複製は[[Origin of replication/ja|oriC]]と呼ばれる起点から始まり、[[DNA replication/ja|複製フォーク]]の形で双方向に移動する。DNAは[[DNA replication/ja|先導鎖]]上では連続的に、[[DNA replication/ja|遅行鎖]]上では不連続な[[Okazaki fragments/ja|岡崎フラグメント]]として、[[DNA polymerase III holoenzyme/ja||DNAポリメラーゼIII]]酵素の助けを借りて合成される。先行鎖と遅行鎖のDNA合成を開始するには、RNAプライマーが必要である。DNAポリメラーゼIIIは、RNAプライマーに従って5'から3'方向にDNAを合成する。''L.アシドフィルス菌''の[[genome/ja|ゲノム]]は小さく、[[GC-content/ja|グアニン-シトシン]]含量は約30%と低い。様々な''L. アシドフィルス''の46株のゲノムを比較した研究によると、ゲノムのサイズは1.95Mbから2.09Mbで、平均サイズは1.98Mbであった。ゲノム中の平均コード配列数は1780個で、発酵食品や市販のプロバイオティクスから分離された株は、ヒトから分離された株よりも平均してコード配列数が多かった。''L.アシドフィルス''はオープンな状態の[[pan-genome/ja|パンゲノム]](種内の全遺伝子)を持っており、シーケンシングされたゲノムの数が増えるにつれてパンゲノムのサイズが大きくなることを意味している。コアゲノム(種の全個体が共有する遺伝子)は、''L. アシドフィルス''の場合、約1117遺伝子で構成されている。 遺伝子解析の結果、すべての''L. アシドフィルス''株が、糖質代謝の主要酵素であるグリコシルヒドロラーゼの少なくとも15ファミリーを含んでいることも明らかになった。15のGHファミリーはそれぞれ、グルコース、ガラクトース、フルクトース、スクロース、デンプン、マルトースなどの一般的な炭水化物の代謝に関与していた。抗生物質の排出、抗生物質の標的変更、および抗生物質の標的防御による抗生物質耐性をコードする遺伝子は、すべての''L. アシドフィルス''株に存在し、すべての株で18種類の抗生物質に対する防御を提供していた。フルオロキノロン系、グリコペプチド系、リンコサミド系、マクロライド系、テトラサイクリン系は、''L. アシドフィルス''が最も高い耐性を示した5つの抗生物質クラスであり、これらのクラスに関連する300以上の遺伝子が存在した。


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== 環境{{Anchor|Environment}}==
== Environment ==
[[File:Epithelial Tissues Simple Columnar Epithelium (41006485014).jpg|thumb|哺乳類の腸管から採取した柱状上皮細胞。''L.アシドフィルス菌''はこの細胞型に付着しやすく、よく増殖する。]]
[[File:Epithelial Tissues Simple Columnar Epithelium (41006485014).jpg|thumb|Columnar epithelial cells from a mammal's intestinal tract. ''L. acidophilus'' easily adheres to and commonly grows on this cell type]]
''L.アシドフィルス菌''は、哺乳類の口腔、腸、膣腔で自然に増殖する。ほぼ全ての乳酸菌種は、[[Chaperone (protein)/ja|シャペロン]]の活性を高めることを含む耐熱性のための特別なメカニズムを持っている。シャペロンは高度に保存されたストレスタンパク質であり、高温に対する抵抗性の強化、リボソームの安定性、温度感知、高温でのリボソーム機能の制御を可能にする。この高温で機能する能力は、発酵過程における細胞の収量にとって極めて重要であり、現在、''L. アシドフィルス''の温度耐性を高めるための[[genetic testing/ja|遺伝子検査]]が行われている。プロバイオティクスとして考える場合、''L. アシドフィルス''が消化管での生活に適した形質を持つことが重要である。低いpHや高い毒性レベルに対する耐性がしばしば要求される。これらの形質は様々であり、菌株特異的である。これらの耐性が発現されるメカニズムには、細胞壁構造の違いや、その他のタンパク質発現の変化が含まれる。塩濃度の変化は''L. アシドフィルス''の生存率に影響を与えることが示されているが、それはより高い塩濃度にさらされた後のみである。米国酪農科学協会が注目した別の実験では、生存細胞数は7.5%以上の濃度のNaClに暴露した後にのみ有意な減少を示した。また、NaCl濃度10%以上の条件下で培養した場合、細胞は明らかに伸長することが観察された。''L.アシドフィルス''は乳製品培地での生育にも非常に適しており、発酵乳は''L.アシドフィルス''を腸内細菌叢に導入する理想的な送達方法である。噴霧乾燥技術によってカプセル化された''L. アシドフィルス''細胞の冷蔵保存(4&nbsp;°C)の生存率は、室温保存(25&nbsp;°C)の生存率よりも高い。
''L. acidophilus'' grows naturally in the oral, intestinal, and vaginal cavities of mammals. Nearly all Lactobacillus species have special mechanisms for heat resistance which involves enhancing the activity of [[Chaperone (protein)|chaperones]]. Chaperones are highly conserved stress proteins that allow for enhanced resistance to elevated temperatures, ribosome stability, temperature sensing, and control of ribosomal function at high temperatures. This ability to function at high temperatures is extremely important to cell yield during the fermentation process, and [[genetic testing]] on ''L. acidophilus'' in order to increase its temperature tolerance is currently being done. When being considered as a probiotic, it is important for ''L. acidophilus'' to have traits suitable for life in the gastrointestinal tract. Tolerance of low pH and high toxicity levels are often required. These traits vary and are strain specific. Mechanisms by which these tolerances are expressed include differences in cell wall structure, along with other changes is protein expression. Changes in salt concentration have been shown to affect ''L. acidophilus'' viability, but only after exposure to higher salt concentrations. In another experiment highlighted by the American Dairy Science Association, viable cell counts only showed a significant reduction after exposure to NaCl concentrations of 7.5% or higher. Cells were also observed to distinctly elongate when grown in conditions of 10% NaCl concentration or higher. ''L. acidophilus'' is also very well suited for living in a dairy medium, as fermented milk is the ideal method of delivery for introducing ''L. acidophilus'' into a gut microbiome. The viability of ''L. acidophilus'' cells encapsulated by spray drying technology stored at refrigerated condition (4&nbsp;°C) is higher than the viability of cells stored at room temperature (25&nbsp;°C).
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