Pénicillium chrysogenum

Penicillium chrysogenum, le champignon utilisé pour produire de la pénicilline

Quel est le Pénicillium chrysogenum?

Pénicillium chrysogenum Ce sont les espèces de champignons qui sont utilisés plus fréquemment dans la production de pénicilline. L'espèce est dans le genre Pénicillium, de la famille Aspergilliaceae de l'Ascomycota.

Il se caractérise par un champignon filamenteux, avec des hyphes sept. Lorsqu'ils sont cultivés en laboratoire, ses colonies ont une croissance rapide. Ils ont un aspect velouté et en coton et une coloration verte bleuâtre.

Caractéristiques de Penicillium chrysogenum

- Il s'agit d'une espèce de saprophyte, capable de décomposer de la matière organique pour produire des composés de carbone simples qu'il utilise dans son alimentation.

- L'espèce est omniprésente (elle peut être trouvée n'importe où) et il est courant de le trouver dans des espaces fermés, le sol ou associé aux plantes. Il pousse également sur du pain et ses spores sont courantes dans la poussière.

- Les spores de P. Chrysogène Ils peuvent générer des allergies respiratoires et des réactions cutanées. Il peut également produire divers types de toxines qui affectent les êtres humains.

- C'est l'espèce la plus couramment utilisée pour la production de pénicilline (bien qu'il y en ait d'autres capables de le produire). Cet antibiotique a été découvert par Alexander Fleming en 1928, bien qu'il l'ait identifié en principe P. Rubrume. Son utilisation préférentielle dans l'industrie pharmaceutique est due à sa production antibiotique élevée.

- Ils se reproduisent asexuellement par des conidies (spores asexuées) qui se produisent dans les conidiophores. Ceux-ci sont dressés et avec des murs minces, avec peu de fixacides (Conidies produisant des cellules).

- La reproduction sexuelle se produit à travers les ascospores (spores sexuelles). Ceux-ci se produisent dans le dégoût (corps fructueux) de murs épais. Ce sont de type Cleistotecio (Way arrondi) et présentent leurs murs sclérotisés.

- Ils produisent des métabolites secondaires (composés organiques produits par les êtres vivants et qui n'interviennent pas directement dans leur métabolisme). Dans le cas des champignons, ces composés aident leur identification. 

- Produit Roquefortina C, Meleagrine et la pénicilline. Cette combinaison de composés facilite son identification de laboratoire. De plus, le champignon produit d'autres métabolites secondaires colorés. Les xantoxilines sont la cause de la couleur jaune de l'exsudat typique de l'espèce.

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- Il peut produire des aflatoxines, qui sont des mycotoxines nocives pour l'être humain. Ces toxines attaquent le système hépatique et peuvent entraîner une cirrhose et un cancer du foie. Les spores de champignons contaminent divers aliments qui, lorsqu'ils sont ingérés, peuvent provoquer cette pathologie.

Phylogénie et taxonomie

P. Chrysogène Il a été décrit pour la première fois par Charles Thom en 1910. L'espèce a une synonymie (noms différents pour la même espèce).

P. Chrysogène est circonscrit à la section Chrysogena du genre Pénicillium. Ce genre est situé dans la famille Aspergilliaceae de l'Ordre des Eurotiales de l'Ascomycota.

La section Chrysogena est caractérisée par des conidió terverticiliés et quatre verticolés actuels. Les fixes sont petites et les colonies généralement veloutées. Les espèces de ce groupe sont tolérantes à la salinité et produisent presque toutes la pénicilline.

13 espèces ont été indiquées pour la section, étant P. Chrysogène Les espèces types. Cette section est un groupe monophilétique et frère de la section Roquefortorum.

Morphologie

- Ce champignon présente des mycles filamenteux. Les hyphes sont sept, ce qui est caractéristique de l'Ascomycota.

- Les conidiophores sont terverticiles (avec des ramifications abondantes), des parois minces et lisses, mesurant 250 à 500 µm.

- Les méttules (ramifications conidiophore) ont des murs lisses et des fixoïdes sont ampuliformes (en forme de bouteille), et plusieurs fois avec des murs épais.

- Les conidias sont sub-globosés à elliptiques, de 2,5 à 3,5 µm de diamètre et des parois lisses lorsqu'elles sont observées avec le microscope optique. Au microscope à balayage électronique, les murs sont tuberculés.

Habitat

P. Chrysogène C'est cosmopolite. L'espèce a poussé dans les eaux de la mer, ainsi que dans le sol des forêts naturelles dans les zones tempérées ou tropicales.

Il s'agit d'une espèce mésophile qui peut croître entre 5-37 ° C, avec son optimal à 23 ° C. De plus, il est xérophile, donc il peut se développer dans des environnements secs. D'un autre côté, tolère la salinité.

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En raison de la capacité de se développer dans diverses conditions environnementales, il est courant de le trouver dans les espaces intérieurs. Il a été trouvé dans les systèmes de climatisation, les réfrigérateurs et la santé, entre autres.

C'est un champignon fréquent en tant qu'agent pathogène d'arbres fruitiers tels que les pêches, les figues, les agrumes et les guayabas. De même, vous pouvez contaminer les céréales et la viande. Il pousse également sur des aliments transformés, comme les pains et les biscuits.

la reproduction

Dans P. Chrysogène Il y a une prédominance de la reproduction asexuée. Dans plus de 100 ans d'étude sur les champignons, jusqu'à 2013, la reproduction sexuelle dans l'espèce n'a pas été prouvée.

Reproduction asexuée

Cela se produit par la production de conidies dans les conidioforos. La formation de conidies est associée à la différenciation des cellules reproductrices spécialisées (fixacides).

La production de conidies commence lorsqu'une hyfa végétative arrête sa croissance et qu'un septum est formé. Ensuite, cette zone commence à gonfler et une série de branches se forment.

La cellule apicale des branches diffère dans le fixacide qui commence à se diviser par la mitose pour donner naissance à des conidies.

Les conidies sont principalement dispersées par le vent. Lorsque les conidiospores atteignent un environnement favorable, ils germent et donnent naissance au corps végétatif du champignon.

Reproduction sexuée

L'étude de la phase sexuelle en P. Chrysogène Ce n'était pas simple, car les médias utilisés en laboratoire ne favorisent pas le développement de structures sexuelles.

En 2013, la mycologue allemande Julia Böhm et les collaborateurs ont réussi à stimuler la reproduction sexuelle chez l'espèce.

Pour ce faire, ils ont placé deux courses différentes sur l'agar convenue avec de la flocation d'avoine. Les capsules ont subi une température entre 15 ° C et 27 ° C.

Après un temps d'incubation, entre cinq semaines jusqu'à trois mois, la formation de cleistocecios (dégoût arrondi fermé) a été observée. Ces structures se sont formées dans la zone de contact entre les deux races.

Cette expérience a montré que dans P. Chrysogène La reproduction sexuelle est hétérotale. Il est nécessaire de produire un dégoût (structure féminine) et une antéride (structure masculine) de deux races différentes.

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Après la formation de l'ascogonium et de l'antérité, les cytoplasmes (plasmogamie) puis les noyaux (cariogamia) sont fusionnés (cariogamia).

Cette cellule entre la méiose et donne naissance à des ascospores (spores sexuelles).

Média culturel

Les colonies dans les médias de culture se développent très rapidement. Ils sont une apparence veloutée au coton, avec les mycelos blancs en marge. Les colonies sont vert bleuâtre et produisent un exsudat abondant de couleur jaune vif. 

Les arômes fruités dans les colonies sont présentés, similaires à l'ananas. Cependant, dans certaines courses, l'odeur n'est pas très marquée.

Pénicilline

La pénicilline est le premier antibiotique qui a été utilisé avec succès en médecine. Cela a été découvert avec désinvolture par le mycologue suédois Alexander Fleming en 1928.

Le chercheur a mené une expérience avec des bactéries du genre Staphylococcus Et le médium de culture a été contaminé par le champignon. Fleming a observé que sur le site où les champignons se sont développés, les bactéries ne se sont pas développées.

Les pénicillines sont des antibiotiques bêta -lactams, et ceux d'origine naturelle sont classés en différents types en fonction de leur composition chimique. Ceux-ci agissent principalement sur des bactéries positives à Gram attaquant leur paroi cellulaire, principalement composée de peptidoglycane.

Il existe plusieurs espèces de Pénicillium capable de produire de la pénicilline, mais P. Chrysogène est celui qui a la plus grande productivité. La première pénicilline commerciale s'est produite en 1941 et déjà en 1943, elle a réussi à se produire à grande échelle.

Les pénicillines naturelles ne sont pas efficaces contre certaines bactéries qui produisent l'enzyme de la pénicilase. Cette enzyme a la capacité de détruire la structure chimique de la pénicilline et inactive.

Cependant, des pénicillines semi-synthétiques ont été produites en modifiant la composition du bouillon où le Pénicillium. Ils ont l'avantage qu'ils sont résistants à la pénicilase, par conséquent, plus efficaces contre certains agents pathogènes.

Les références

1. Houbraken et Ra Samson. Phylogénie de Pénicillium et la ségrégation de Trichocomaceae en trois familles. Études en mycologie.
2. Ledermann W. L'histoire de la pénicilline et de sa fabrication au Chili. Tour. Chil. Infecter. 
3. Roncal, T et U Ugalde. Induction de conidiation dans Pénicillium. Recherche en microbiologie.