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なぜこの酵母は生命科学のスターなのでしょうか？サッカロミセス・セレビシエの秘密を探ります！
サッカロミセス・セレビシエは、ビール酵母やパン酵母とも呼ばれ、古代からワイン醸造、パン焼き、醸造に欠かせない役割を果たしてきました。その起源はブドウの皮にまで遡り、最も集中的に研究されている真核生物モデルの 1 つです。この酵母には、いったいいくつの秘密が隠されているのでしょうか。
サッカロミセスはギリシャ語で「砂糖カビ」を意味し、セレビシエはラテン語で「ビール」を意味します。
S. cerevisiae の細胞は通常、直径 5 ～ 10 マイクロメートルの円形または楕円形で、出芽によって増殖します。この酵母は多くの一般的な発酵プロセスを開始することができ、細胞周期タンパク質、シグナル伝達タンパク質、タンパク質処理酵素など、ヒト生物学における多くの重要なタンパク質がその相同体の研究を通じて発見されたため、多くの生物学研究に重要な支援を提供します。注目すべきことに、S. cerevisiae は、特定の分泌経路で重要な役割を果たす細胞構造であるバークレー小体を持つ唯一の酵母です。
歴史的背景19 世紀には、パン職人は主に醸造業者から酵母を入手し、帝国の「カイザーゼンメル」などの甘い発酵パンが普及しました。時間が経つにつれて、醸造家たちは徐々に S. cerevisiae (上面発酵酵母) から S. pastorianus (下面発酵酵母) の使用に切り替えていきました。
ルイ・パスツールによる微生物学の進歩により、細菌の純粋な菌株を培養するためのより高度な方法が可能になりました。
20 世紀初頭、新しい生産技術により酵母生産が主要な産業プロセスへと変化し、流通が簡素化され、単位コストが削減され、パンやビールの商業化と日用品化に大きな役割を果たしました。第二次世界大戦中、フライシュマン社は米軍向けに冷蔵を必要としない粒状の活性乾燥酵母を開発しました。これにより酵母の保存期間が長くなり、高温に対する耐性が増したため、多くの米軍のレシピの標準酵母となりました。
生物学的特徴
自然環境では、酵母細胞は主にブドウなどの熟した果物に存在します。 S. cerevisiae はオークの樹皮にも生息しています。冬の間、社会性アリではこの酵母が女王から女王へと広がる可能性があります。このような繁殖と成長により、S. cerevisiae は約 30 ～ 35°C の最適温度で成長することができます。
成長サイクル
S. cerevisiae は単一細胞として存在し、栄養豊富な条件下では二倍体として増殖することができます。環境圧力が増加すると、二倍体細胞は減数分裂によって 4 つの半数体胞子を生成し、その後交雑することができます。最適な条件下では、酵母の数は 100 分ごとに 2 倍になりますが、この成長率は菌株と環境によって異なります。
酵母の生殖寿命は平均して約 26 回の細胞分裂ですが、生殖を行わない場合、時間の経過とともにこのプロセスは遅くなります。
栄養所要量
すべての S. cerevisiae 株はグルコース、マルトース、トレハロース上で好気的に増殖できましたが、ラクトースとセロビオース上では増殖できませんでした。アンモニアと尿素を唯一の窒素源として利用できますが、硝酸塩は利用できません。これらの特性により、S. cerevisiae は研究室や産業用途においてより柔軟に利用できるようになります。
生物学研究への応用
S. cerevisiae は生物学研究においてモデル生物としての役割を果たしています。遺伝子の移入と除去は多くの重要な実験の基礎となっています。また、老化、脳損傷、DNA修復などの研究にも広く使用されています。 S. cerevisiae は操作が容易で増殖が速いため、多くのバイオテクノロジー技術の開発に使用されてきました。
ゲノム配列解析S. cerevisiae はゲノム配列が解読された最初の真核生物としても知られており、この成果は 1996 年 4 月 24 日に公式に発表されました。このデータベースは酵母の研究にとって重要なリソースとなっています。
S. cerevisiae の研究は基礎科学の発展に極めて重要であるだけでなく、医学や農業における多くの応用問題に対処するための新たな方向性も提供します。一般的な発酵プロセスから複雑な遺伝子制御まで、その果てしない謎は時が経てば明らかになるのでしょうか?
