락토코쿠스 락티스

Lactococcus lactis
락토코쿠스 락티스
Lactococcus lactis.jpg
과학적 분류 edit
도메인: 박테리아
망울: "Firmicutes"
클래스: 바킬리
순서: 유산균목
패밀리: 스트렙토코쿠스과
속: 락토코쿠스
종:
L. 락티스
이항식 이름
락토코쿠스 락티스
(리스터 1873년)
슐리퍼 외 1986년
아종

L. L. Cremoris
L. L. 호르드니에
L. L. 락티스
L. L. 락티스 bv. 디아세틸락티스
L. L. 트루카에

락토코쿠스 락티스는 버터밀크와 치즈의 생산에 광범위하게 사용되는 그람 양성 박테리아지만,[1] 또한 인간의 질병 치료에 살아있는 최초의 유전자 변형 유기체로 유명해졌다.[2] L. 락티스 세포는 쌍과 짧은 사슬로 묶는 cocci이며, 성장 조건에 따라 전형적으로 길이가 0.5~1.5µm인 난형(ovoid)으로 나타난다. L. 락티스는 포자를 생성하지 않고 운동성(비운동성)이 아니다. 그들은 호모발효성 신진대사를 하는데, 이것은 그들이 당으로부터 젖산을 생산한다는 것을 의미한다. 그들은 또한 독점 L-(+-lactic acid)을 생산한다고 보고되었다.[3] 단, 보고된 D-(----)-lactic acid는 낮은 pH에서 배양될 때 생성될 수 있다.[4] 젖산을 생산하는 능력은 L. 락티스가 유제품 산업에서 가장 중요한 미생물 중 하나인 이유 중 하나이다.[5] 식품 발효의 역사를 바탕으로 L. 젖티스는 일반적으로 안전한 (GRAS) 상태로 인식되어 왔으며,[6][7] 기회주의적 병원체라는 사례는 거의 보고되지 않았다.[8][9][10]

락토코쿠스 락티스는 버터밀크와 치즈와 같은 유제품 제조에 매우 중요하다. L. lattis ssp. 락티스는 우유에 첨가되고, 박테리아는 효소를 사용하여 락토오스로부터 에너지 분자(ATP)를 생산한다. ATP 에너지 생산의 부산물은 젖산이다. 박테리아가 생산한 젖산은 우유를 응고시키고, 우유는 분리되어 치즈를 생산하는데 사용되는 응고체를 형성한다.[11] 이 박테리아에 대해 보고된 다른 용도로는 절인 야채, 맥주 또는 와인, 일부 빵, 그리고 두유 케피르, 버터밀크와 같은 다른 발효식품의 생산 등이 있다.[12] L. 락티스는 유전학, 신진대사, 생물다양성에 대한 상세한 지식을 가진 GC Gram 양성 박테리아로 특징지어진다.[13][14]

L. 락티스는 주로 낙농 환경이나 식물 물질과 격리된다.[15][16][17] 유제품 격리제는 풍부한 우유에 도움이 되지 않는 유전자가 손실되거나 규제를 완화시키는 과정을 통해 식물 격리로부터 진화했다고 제안된다.[14][18] 게놈 침식 또는 환원 진화라고도 불리는 이 과정은 몇몇 다른 젖산 박테리아에도 설명되어 있다.[19][20] 식물에서 낙농 환경으로의 전환 제안은 장기간 우유에서 재배한 식물 고립에 대한 실험적인 진화를 통해 실험실에서 재현되었다. 비교 유전체학(위의 참고문헌 참조)의 결과와 일치하여, 이는 우유와 펩타이드 운반의 상향 조절에 불필요한 L. 락티 유전자를 상실하거나 하향 조절하는 결과를 낳았다.[21]

수백 개의 새로운 작은 RNA가 L. latis MG1363의 게놈에서 Meulen 등이 확인했다. 그 중 하나인 LLnc147은 탄소 흡수 및 신진대사에 관여하는 것으로 나타났다.[22]

치즈생산

L. lattis subsp. 락티스(이전의 스트렙토코커스 락티스)[23]는 브리, 까망베르, 체다, 콜비, 그루예르, 파르메산, 로크포트를 포함한 많은 치즈의 생산을 위해 초기에 사용된다.[24] 미국의 치즈 생산 1위 주이기도 한 위스콘신 주 의회는 2010년에 이 박테리아를 공식 주 미생물이라고 명명하는 투표를 했다. 이 박테리아는 미국에서 주 입법부에 의해 처음이자 유일한 지명이었을 것이다.[25] 그러나 이 법안은 상원에 의해 채택되지 않았다.[26] 이 법안은 2009년 11월 헤블, 브루윙크, 윌리엄스, 파슈, 다노우, 필즈 하원의원에 의해 556년 국회 법안으로 상정되었다.[27] 이 법안은 2010년 5월 15일 국회를 통과했고, 4월 28일 상원에서 부결됐다.[27]

유제품 공장에서 L. 락티스를 사용하는 것은 문제가 없는 것은 아니다. L. 젖산염에 특화된 박테리오파지는 박테리아가 우유 기질을 완전히 대사시키는 것을 방지함으로써 매년 상당한 경제적 손실을 초래한다.[24] 몇몇 역학 연구는 이러한 손실에 주로 책임이 있는 페이지는 936종, c2종, P335종(모두 시프비르과에서 온 것)에서 온 것이라는 것을 보여주었다.[28]

치료상의 이점

락트산세균(LAB)을 기능성 단백질 전달 벡터로 사용하는 것이 타당성에 대해 광범위하게 연구되어 왔다.[29] 락토코쿠스 락티스는 비침습적이고 비병원성 특성 때문에 기능 단백질 전달의 유망한 후보임이 입증되었다.[30] L. 락티스의 많은 다른 표현 체계들이 이단백질 발현에 개발되어 사용되어 왔다.[31][32][33]

나카무라 슈이치의 유스케 5호 락토오스 발효. 마리모토와 세이시 쿠도의 연구는 L. 락티스에 의해 생성된 어떤 발효가 병원성 박테리아의 운동성을 방해할 수 있다는 것을 증명하려고 했다. 필로모나스, 비브리오, 렙토스피라 균주의 운동성 또한 L. 젖티스에 의한 유당 이용으로 심각한 장애를 일으켰다.[34]

나카무라 교수팀은 살모넬라균을 실험군으로 삼아 유당 발효 제품이 살모넬라균의 운동성 장애를 일으키는 원인이라는 사실을 밝혀냈다. L. lattis supernatant는 주로 불안정한 편평선 회전을 통해 살모넬라 운동성에 영향을 미치지만 형태학 및 생리학에 대한 돌이킬 수 없는 손상을 통해서는 영향을 미치지 않는다고 제안한다. L. 락티스에 의한 락토오스 발효는 살모넬라의 세포내 pH를 감소시키는 아세테이트를 생성하는데, 이것은 결국 그들의 플라겔라의 회전을 늦춘다.[35][36] 이러한 결과는 여러 박테리아 종에 의한 감염을 예방하기 위한 L. 락티스의 잠재적인 사용을 강조한다.

인터루킨-10의 분비 유전공학 L. 락티스는 IL-10이 염증성[37] 폭포와 매트릭스 금속단백제를 줄이는 데 중심적인 역할을 하기 때문에 염증성 장질환(IBD) 치료를 위해 시토카인 인터루킨-10(IL-10)을 분비할 수 있다.[38] 로타 스티들러와 볼프강 한스의 연구는 유전공학으로 만들어진 L. 락티스에 의한 IL-10의 상황 합성에서 이것이 종양 괴사 인자(TNF)에 대한 항체나 재조합 IL-10에 대한 전신 치료보다 훨씬 낮은 선량을 필요로 한다는 것을 보여준다.

저자들은 IL-10이 치료 목표에 도달할 수 있는 두 가지 가능한 경로를 제안한다. 유전적으로 조작된 L. 락티스는 루멘에서 뮤린 IL-10을 생성할 수 있으며, 단백질은 상피나 라미나 프로프리아에서 반응하는 세포로 확산될 수 있다. 또 다른 경로로는 박테리아의 크기와 모양 때문에 L. 젖당이 M 세포에 의해 차지되며, 그 효과의 주요 부분은 장 림프 조직에서 현장에서 IL-10의 재조합에 의한 것일 수 있다. 두 가지 경로 모두 염증에서 강화된 패혈성 이동 메커니즘을 포함할 수 있다. 운송 후, IL-10은 염증을 직접적으로 하향 조절할 수 있다. 원칙적으로 이 방법은 IBD의 전신적 치료의 대안으로 불안정하거나 대량으로 생산하기 어려운 다른 단백질 치료제의 장내 전달에 유용할 수 있다.

Tumor-suppressor 전기장을 통해 또 다른 연구, 장 B가 이끄는, 플라스미드 종양 metastasis-inhibiting 펩티드 KISS1.[40]L.lactis NZ9000로 알려진 포함하는 생물학적으로 활성인 KiSS1 단백질의 분비를 위한 세포 공장, 억제한다는 사실을 유지하는 L.lactis 변형을 만들어 내펩티드 KISS1 metastasis-inhibiting. effe인간 대장암 HT-29 세포에 대한 cts.

재조합 L. 젖산염 변종에서 분비된 KiSS1은 효과적으로 MMP-9)의 발현을 축소시켰는데, 이것은 종양 세포의 성장, 생존, 침공, 염증, 혈관신생을 조절하는 신호 경로의 조절, 전이, 그리고 침습의 중요한 열쇠다.[41][42][43] 그 이유는 L. lattis로 표현된 KiSS1이 GPR54 신호를 통해 MAPK 경로를 활성화하여 MMP-9 추진자에 대한 NFbB 바인딩을 억제하고 이에 따라 MMP-9 표현을 하향 조절하기 때문이다.[44] 이는 결국 생존율을 떨어뜨리고 전이를 억제하며 암세포의 동숙을 유도한다.

또한, 종양 성장은 LAB의 다당류 생성 능력으로 인해 LAB 변형률 자체에 의해 억제될 수 있음을 입증하였다.[47][48] 이 연구는 L. 락티스가NZ9000은 HT-29 확산을 억제하고 스스로 세포사멸을 유도할 수 있다. 이 변종 구조의 성공은 암세포의 이동과 확장을 억제하는 데 도움을 주었으며, 이 특정 펩타이드의 L. 젖티스의 분비 특성이 향후 암 치료의 새로운 도구로 작용할 수 있다는 것을 보여주었다.[49]

참조

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외부 링크