ペニシリウムクリソゲナムは、ペニシリンの生産で最も頻繁に使用される菌種です。この種は、子嚢菌のアスペルギルス科のペニシリウム属に属しています。
中隔菌糸を持つ糸状菌であることが特徴です。それが実験室で成長するとき、そのコロニーは急速に成長しています。ビロードのような外観から綿色、青緑色をしています。
Penicillium chrysogenum、syn。Penicillium notatum。Wikimedia CommonsのCrulina 98による
一般的な特性
P.クリソゲナムは腐生種です。有機物を分解して、食事で使用する単純な炭素化合物を生成することができます。
種は至る所にあり（どこでも見つけることができます）、閉じた空間、地面、または植物に関連してそれを見つけることは一般的です。それはまたパンで育ち、その胞子はほこりによく見られます。
P.クリソゲヌムの胞子は、呼吸器アレルギーや皮膚反応を引き起こす可能性があります。また、人間に影響を与えるさまざまな種類の毒素を生成する可能性があります。
ペニシリンの生産
この種の最もよく知られている用途はペニシリンの生産です。この抗生物質は、1928年にアレクサンダーフレミングによって初めて発見されましたが、最初はP. rubrumと同定しました。
ペニシリンを生産できる他のペニシリウム種がありますが、P。クリソゲナムが最も一般的です。製薬業界での優先的な使用は、抗生物質の生産が高いためです。
再生
彼らは分生子柄で生産される分生子（無性胞子）によって無性生殖をします。これらは直立しており、壁は薄く、フィアライド（分生子産生細胞）はほとんどありません。
有性生殖は子嚢胞子（性胞子）を通して起こります。これらは厚い壁のアスキー（実体）で発生します。
子嚢胞子（性胞子）は子嚢（実体）で生産されます。これらは、中生期のタイプ（丸みを帯びている）であり、硬化性の壁を持っています。
二次代謝産物の生産
二次代謝産物は、代謝に直接介入しない生物によって生成される有機化合物です。真菌の場合、これらの化合物はそれらを識別するのに役立ちます。
P. chrysogenumは、ロケフォルチンC、メレアグリン、ペニシリンを産生することを特徴としています。この化合物の組み合わせにより、実験室での同定が容易になります。さらに、菌は他の着色された二次代謝産物を生成します。キサントキシリンは、種の典型的な滲出液の黄色の原因です。
一方、それは人間に有害なマイコトキシンであるアフラトキシンを生成することができます。これらの毒素は肝臓系を攻撃し、肝硬変や肝癌を引き起こす可能性があります。真菌の胞子は、摂取するとこの病状を引き起こす可能性があるさまざまな食品を汚染します。
栄養
種は腐生です。有機物に放出される消化酵素を生成する能力があります。これらの酵素は基質を分解し、複雑な炭素化合物を分解します。
その後、より単純な化合物が放出され、菌糸に吸収されます。消費されない栄養素はグリコーゲンとして蓄積されます。
系統学と分類学
P.クリソゲヌムは、1910年にチャールズトムによって最初に記述されました。
同義語
1929年のフレミングは、赤いコロニーの存在により、ペニシリン生産種をP. rubrumと特定しました。その後、この種はP. notatumという名前で割り当てられました。
1949年に菌学者のRaperとThomは、P。notatumがP. chrysogenumの同義語であることを示しました。1975年にP. chrysogenumに関連する種のグループの改訂が行われ、14の同義語がこの名前に提案されました。
この種の多くの同義語は、診断特性を確立することの難しさに関連しています。培地の変動はいくつかの特性に影響を与えることが認識されている。これにより、分類群の誤認が生じました。
優先順位の原則（最初に公開された名前）として、最古の分類群の名前は1901年に公開されたP. griseoroseumです。ただし、P。chrysogenumは広く使用されているため、保存された名前のままです。
現在、種を特定するための最も正確な特性は、二次代謝産物の生産です。ロクフォールチンC、ペニシリンおよびメレアグリンの存在により、正確な同定が保証されます。
現在の選挙区
P. chrysogenumは、Penicillium属のChrysogenaセクションに外接しています。この属は、子嚢菌門のユーロティアレス目のアスペルギルス科に属しています。
Chrysogenaのセクションは、ターバチシル化された4つの渦巻きの分生胞子によって特徴付けられます。フィアリドは小さく、コロニーは一般的にビロードのようです。このグループの種は塩分に耐性があり、ほとんどすべてがペニシリンを産生します。
このセクションでは13種が確認されており、P。chrysogenumがタイプの種です。このセクションは単系統のグループであり、Roquefortorumセクションの兄弟です。
形態学
この菌は糸状菌糸を持っています。菌糸は隔壁であり、子嚢菌の特徴です。
分生子柄はターバチシル化されている（豊富な分岐を伴う）。これらは、250〜500 µmの薄い滑らかな壁です。
メチュール（分生子柄の枝）は滑らかな壁を持ち、フィアリドはアンプリフォーム（ボトル型）で、しばしば厚い壁をしています。
分生子は亜球形から楕円形で、直径2.5〜3.5 µmで、光学顕微鏡で見ると滑らかな壁です。走査型電子顕微鏡では、壁は結核です。
生息地
P.クリソゲナムはコスモポリタンです。この種は、海洋水域や温帯または熱帯地域の自然林の床で生育していることが確認されています。
これは、5〜37°Cで成長できる中温性の種で、23°Cが最適です。さらに、それは好熱性なので、乾燥した環境で発達することができます。一方、塩分には耐性があります。
さまざまな環境条件で成長する能力があるため、屋内で見つけるのが一般的です。それは、とりわけ、エアコン、冷蔵庫、衛生システムで発見されています。
モモ、イチジク、柑橘類、グアバなどの果樹の病原菌としてよく見られる真菌です。同様に、穀物や肉を汚染する可能性があります。また、パンやクッキーなどの加工食品でも育ちます。
再生
P.クリソゲヌムでは、無性生殖が優勢です。真菌の研究の100年以上の間、2013年まで、種の有性生殖は確認されませんでした。
無性生殖
これは分生子柄の分生子の生産を通して起こります。分生子の形成は、特殊な生殖細胞（フィアリド）の分化に関連しています。
分生子の生産は、栄養菌糸の成長が止まり、中隔が形成されると始まります。その後、この領域が膨らみ始め、一連の枝が形成されます。枝の頂端細胞は、有糸分裂によって分裂し始め、分生子を生じさせるフィアイルに分化する。
分生子は主に風によって分散されます。分生子胞子が好ましい環境に達すると、それらは発芽し、真菌の栄養体を生じます。
有性生殖
P. chrysogenumの性的段階の研究は容易ではありませんでした。なぜなら、実験室で使用されている培地は、性的構造の発達を促進していないからです。
2013年、ドイツの菌学者ジュリアベームと共同研究者は、種の有性生殖を刺激することに成功しました。このために、彼らはオートミールと組み合わされた寒天に2つの異なる種族を置きました。カプセルは15°Cから27°Cの間の温度で暗闇にさらされました
5週間から3か月の潜伏期間の後、包虫症（閉じた丸い子嚢）の形成が観察されました。これらの構造は、2つのレース間の接触ゾーンに形成されました。
この実験は、P。chrysogenumの有性生殖がヘテロタリックであることを示しました。2つの異なる人種のアスコゴニウム（雌構造）とアンテリジウム（雄構造）の生産が必要です。
アスコゴニウムとアンテリジウムの形成に続いて、細胞質（原形質）と核（核分裂）が融合します。この細胞は減数分裂に入り、子嚢胞子（性胞子）を生じます。
文化メディア
培地上のコロニーは非常に急速に成長します。見た目はビロード状から綿状で、縁に白い菌糸が見られます。コロニーは青緑色で、豊富な明るい黄色の浸出液を生成します。
パイナップルのように、フルーティーな香りがコロニーに現れます。ただし、品種によっては臭いがあまり強くない品種もあります。
ペニシリン
ペニシリンは、医学で成功裏に使用された最初の抗生物質です。これはスウェーデンの菌学者アレクサンダーフレミングによって1928年に偶然発見されました。
研究者はブドウ球菌属の細菌を使って実験を行っていて、培地は真菌で汚染されていました。フレミングは、真菌が発生した場所では細菌が増殖しないことを観察しました。
ペニシリンはベタラクタム系抗生物質であり、天然由来のものは化学組成によりいくつかのタイプに分類されます。これらは主にペプチドグリカンで構成される細胞壁を攻撃するグラム陽性菌に主に作用します。
ペニシリンを生産できるペニシリウムにはいくつかの種がありますが、生産性が最も高いのはP.クリソゲナムです。最初の商用ペニシリンは1941年に生産され、1943年には大規模に生産されました。
天然のペニシリンは、ペニセラーゼという酵素を産生する一部の細菌に対しては効果がありません。この酵素はペニシリンの化学構造を破壊し、それを不活性化する能力を持っています。
しかしながら、ペニシリウムが成長するブロスの組成を変えることにより、半合成ペニシリンを生産することが可能であった。これらには耐性ペニセラーゼであるという利点があるため、一部の病原体に対してより効果的です。
参考文献
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