Aspergillus

A., Nidulans (Emericella nidulans) wordt al vele jaren gebruikt als onderzoeksorganisme en werd door Guido Pontecorvo gebruikt om parasexualiteit bij schimmels aan te tonen. Onlangs was A. nidulans een van de pioniers om zijn genoom te laten sequencen door onderzoekers aan het Brede Instituut. Vanaf 2008 hebben nog zeven Aspergillus-soorten hun genomen laten sequencen: de industrieel bruikbare A. niger (twee stammen), A. oryzae en A. terreus, en de pathogenen A. clavatus, A. fischerianus (Neosartorya fischeri), A. flavus en A. fumigatus (twee stammen). A., fischerianus is bijna nooit pathogeen, maar is zeer nauw verwant aan de gemeenschappelijke ziekteverwekker A. fumigatus; het werd gedeeltelijk gesequenced om A. fumigatus pathogeniteit beter te begrijpen.

seksuele reproductiedit

van de 250 soorten aspergilli heeft ongeveer 64% geen bekende seksuele toestand. Echter, veel van deze soorten hebben waarschijnlijk een nog ongeïdentificeerde seksuele fase. Seksuele voortplanting gebeurt in schimmels op twee fundamenteel verschillende manieren., Deze zijn outcrossing (in heterothallische schimmels) waarin twee verschillende individuen kernen bijdragen, en zelf-bevruchting of zelfbevruchting (in homothallische schimmels) waarin beide kernen zijn afgeleid van hetzelfde individu. In de afgelopen jaren, seksuele cycli zijn ontdekt in tal van soorten eerder gedacht aseksueel te zijn. Deze ontdekkingen weerspiegelen de recente experimentele focus op soorten die van bijzonder belang zijn voor de mens.

A. fumigatus is de meest voorkomende soort die ziekte veroorzaakt bij mensen met een immunodeficiëntie. In 2009 bleek A. fumigatus een heterothallische, volledig functionele seksuele cyclus te hebben., Isolaten van complementaire paringstypes zijn nodig om seks te kunnen hebben.

A. flavus is wereldwijd de belangrijkste producent van kankerverwekkende aflatoxinen in gewassen. Het is ook een opportunistische menselijke en dierlijke ziekteverwekker, veroorzakend aspergillosis in immunocompromised individuen. In 2009, werd een seksuele staat van deze heterothallic schimmel gevonden om zich voor te doen wanneer stammen van tegenovergestelde paringstypes samen onder geschikte omstandigheden werden gekweekt.

A. lentulus is een opportunistische humane pathogeen die invasieve aspergillose met hoge mortaliteit veroorzaakt. In 2013, A., lentulus bleek een heterothallisch functioneel seksueel voortplantingssysteem te hebben.

A. terreus wordt in de industrie algemeen gebruikt om belangrijke organische zuren en enzymen te produceren en was de eerste bron voor het cholesterolverlagende middel lovastatine. In 2013 bleek A. terreus in staat te zijn tot seksuele voortplanting wanneer stammen van tegengestelde paringstypes werden gekruist onder geschikte kweekomstandigheden.,

deze bevindingen met Aspergillus-soorten zijn consistent met accumulerend bewijs, uit studies van andere eukaryotische soorten, dat geslacht waarschijnlijk aanwezig was in de gemeenschappelijke voorouder van alle eukaryoten.

A. nidulans, een homothallische schimmel, is in staat tot zelfbemesting. Zelfbevruchting impliceert activering van de zelfde paringswegen kenmerkend voor geslacht in outcrossing species, d.w.z. zelfbevruchting omzeilt vereiste wegen voor outcrossing geslacht, maar in plaats daarvan vereist activering van deze wegen binnen één enkel individu.,

van de Aspergillus-soorten die een seksuele cyclus vertonen, is de overgrote meerderheid in de natuur homothallisch (zelfbevrucht). Deze observatie stelt Aspergillus species over het algemeen geslacht kunnen handhaven hoewel weinig genetische veranderlijkheid door homothallic zelfbevruchting wordt veroorzaakt. A., fumigatus, een heterothallische (outcrossing) schimmel die voorkomt in gebieden met sterk verschillende klimaten en omgevingen, vertoont ook weinig genetische variabiliteit, hetzij binnen geografische regio ‘ s of op wereldschaal, opnieuw suggereert geslacht, in dit geval outcrossing geslacht, kan worden gehandhaafd, zelfs wanneer er weinig genetische variabiliteit wordt geproduceerd.

GenomicsEdit

de gelijktijdige publicatie van drie Aspergillus genoommanuscripten in de natuur in December 2005 stelde het geslacht vast als het toonaangevende filamenteuze schimmelgeslacht voor vergelijkende genomische studies., Zoals de meeste belangrijke genoomprojecten, waren deze inspanningen samenwerkingen tussen een groot rangschikkend centrum en de respectieve gemeenschap van wetenschappers. Het Instituut voor genoomonderzoek (TIGR) werkte bijvoorbeeld samen met de A. fumigatus-gemeenschap. A. nidulans werd gesequenced aan het Broad Institute. A. oryzae werd gesequenced in Japan aan het National Institute of Advanced Industrial Science and Technology. Het Joint Genome Institute van het Ministerie van energie heeft sequentiegegevens vrijgegeven voor een citroenzuurproducerende stam van A. niger. TIGR, nu omgedoopt tot de J., Craig Venter Institute, leidt momenteel een project over het A. flavus genoom.

Aspergillus wordt gekenmerkt door een hoge mate van genetische diversiteit en is, met behulp van protostoomdivergentie als schaal, even divers als de gewervelde phylum, hoewel zowel inter-als intra-specifieke genoomstructuur relatief plastic is. De genomen van sommige Aspergillus-soorten, zoals A. flavus en A. oryzae, zijn rijker en ongeveer 20% groter dan andere, zoals A. nidulans en A. fumigatus., Verscheidene mechanismen konden dit verschil verklaren, hoewel de combinatie van segmentale duplicatie, genoomduplicatie, en horizontale genoverdracht die op een fragmentarische manier handelen goed-gesteund wordt.

Genoomgroottes voor sequenced Aspergillus-soorten variëren van ongeveer 29,3 Mb voor A. fumigatus tot 37,1 Mb voor A. oryzae, terwijl het aantal voorspelde genen varieert van ongeveer 9926 voor A. fumigatus tot ongeveer 12.071 voor A. oryzae. De genoomgrootte van een enzymproducerende stam van A. niger is van gemiddelde grootte bij 33,9 Mb.