Komagataella是一种甲基营养酵母,属于Saccharomycetales目,于1960年代发现并被命名为Pichia pastoris。该酵母以甲醇作为碳源和能量来源,随后于1995年重新分类为Komagataella genus的唯一代表Komagataella pastoris。2005年,发现几乎所有工业和实验室使用的株系实际上是另一个物种K. phaffii,随后的研究更进一步确立了该属的七个已知物种。至2023年,旧名仍在一些蛋白质生产的上下文中使用;在非正式场合中,该酵母可能会混淆地被称为pichia。多年来的研究使Komagataella在生物化学研究和生物技术产业中得到广泛应用,特别是在蛋白质生产和遗传学研究方面。
Komagataella在自然中发现于树木上,例如栗树。它们是异营生物,可以利用多种碳源生存,包括葡萄糖、甘油和甲醇,但无法使用乳糖。这使得它们在不同的环境中都能找到生存之道。
Komagataella能进行无性繁殖和有性繁殖,分别透过芽殖和子囊孢子进行。在这个过程中,存在两种细胞类型:单倍体和二倍体细胞。在无性生命周期中,单倍体细胞进行有丝分裂。而在有性生命周期中,二倍体细胞则进行孢子形成和减数分裂。其殖民地生长速率可变,从接近零到一小时的倍增时间,这为工业过程提供了适应性强的条件。
近年来,Komagataella被确定为一个优良的模型有机体,其具有几个显著的优势。首先,Komagataella的培养和使用相对简单。与其他广泛使用的酵母模型相比,它的生命周期较短且再生时间快。此外,针对其环境需求,设计了几种便宜的培养基,使其能在短时间内以高细胞密度生长。投入的全基因组测序已完成,帮助科学家识别同源蛋白和其他酵母物种之间的进化关系。
「Komagataella作为基因模型有机体,可以进行基因分析和大规模基因交配,这对于其研究尤其重要。」
作为实验模型,Komagataella主要用作转化的宿主系统。凭借其与外源DNA的重组能力及处理大蛋白质的能力,许多研究集中于使用Komagataella作为转化宿主来生产新的蛋白质及检视人造蛋白质的功能。
目前Komagataella经常被用作异源蛋白质的生产系统。通常,某些株系在HIS4基因中具有突变,这样可以选择那些成功转化的细胞。这些特质使Komagataella适合进行高密度的细胞培养和蛋白质表达,从而带来高产量的表现。
「尽管Komagataella在异源蛋白质的生产中有显著优势,但其在某些蛋白质的正确折叠上仍面临挑战,因为缺少适当的伴护蛋白。」
Komagataella已在多个生技行业中得到了应用,例如制药行业。近年来,它被用于生产超过500种生物治疗剂,如干扰素γ,显示出其在工业生产中的广泛应用潜力。
总而言之,Komagataella的繁殖和存活方式决定了它在不同环境中的适应力和机会。它的多样性使它成为许多生命科学研究的重要工具,也促进了新技术和产品的发展。未来,是否会有更多未知的生物有待我们去发现?