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中温菌は、暑すぎず寒すぎない適度な温度で最もよく成長し、最適成長範囲は20〜45℃（68〜113℉）である。[1]これらの生物の最適成長温度は37℃（約99℉）である。[ 2]この用語は主に微生物に適用される。極端な環境を好む生物は極限環境菌として知られている。中温菌は、細菌、古細菌、および真菌ドメインの真菌界という2つのドメインに属する多様な分類がある。細菌ドメインに属する中温菌は、グラム陽性菌とグラム陰性菌のいずれかである。中温菌の酸素要求性は、好気性または嫌気性である。中温菌には、球菌、桿菌、およびらせん菌の3つの基本的な形状がある。
生息地
中温菌の生息地にはチーズやヨーグルトなどがあり、ビールやワインの発酵時にもよく使用されます。人間の通常の体温は 37 °Cであるため、人間の病原体の大部分は中温菌であり、人間の微生物叢を構成する生物のほとんども中温菌です。
中温菌と極限環境菌
中温菌は極限環境菌の反対です。低温環境を好む極限環境菌は好冷菌、より暖かい温度を好む極限環境菌は好熱菌または好熱性菌、そして非常に高温の環境で繁殖する極限環境菌は超好熱菌と呼ばれます。ゲノムワイドな計算手法は、細菌を中温菌と好熱菌に分類するために Zheng らによって設計されました。[3]
適応
すべての細菌には、繁殖に最適な環境と温度があります。特定の生物にとって最適な温度範囲は多くの要因によって決まりますが、特定の遺伝子要素（対立遺伝子）の発現によって、その生物の温度感受性表現型が変化する可能性があることが証明されています。2016年に発表された研究では、中温細菌を遺伝子操作して好冷細菌の特定の対立遺伝子を発現させ、その結果、中温細菌の制限温度範囲を好冷細菌の制限温度範囲に近づけることができることが実証されました。[4]
中温菌は構造が不安定なため、タンパク質合成の柔軟性が低下しています。[5]中温菌は低温ではタンパク質を合成できません。温度変化に敏感で、膜の脂肪酸組成が流動性をあまり与えません。[6]最適温度の 37 °C を 0 °C ～ 8 °C に下げると、タンパク質合成が徐々に減少します。低温では低温誘導タンパク質 (CIP) が誘導され、これにより低温ショックタンパク質(CSP) が合成されます。最適温度に戻ると増加が見られ、中温菌が温度に大きく依存していることを示しています。[7]酸素の利用可能性も微生物の増殖に影響します。[8]
好熱菌がそのような高温で生存できるのに対し、中温菌は生存できない理由には2つの説明がある。最も明白な説明は、好熱菌の細胞成分は中温菌の細胞成分よりも比較的安定していると考えられており、それが好熱菌が中温菌よりも高い温度で生存できる理由であるというものである。[9]「ゴーグラン（21）とアレン（3）の著作に代表される2番目の学派は、損傷または破壊された細胞成分の急速な再合成が、熱に対する生物学的安定性の問題の鍵であると考えている。」[9]
酸素の必要量
中温菌の多様性により、酸素の必要量は大きく異なります。好気呼吸は酸素を必要としますが、嫌気呼吸では必要ありません。嫌気性菌には 3 つの種類があります。通性嫌気性菌は酸素がなくても増殖し、代わりに発酵を行います。発酵中、糖は酸、アルコール、またはガスに変換されます。酸素が存在する場合は、代わりに好気呼吸を行います。絶対嫌気性菌は酸素があると増殖できません。耐気性嫌気性菌は酸素に耐えることができます。
役割
微生物は、有機物の分解や栄養素のミネラル化において重要な役割を果たしている。水生環境では、生態系の多様性により中温菌の多様性が保たれている。各中温菌の機能は周囲の環境、特に温度範囲に依存する。[10]中温菌や好熱菌などの細菌は、発酵における役割からチーズ製造に利用されている。「伝統的な微生物学者は、細菌の増殖に最適な温度を（多少恣意的に）示すために、好冷菌（15～20℃）、中温菌（30～37℃）、好熱菌（50～60℃）、超好熱菌（最高122℃）」という用語を使用している。[11]中温菌と好熱菌はどちらも同じ理由でチーズ製造に利用されているが、生育、繁殖、死滅する温度が異なる。低温細菌は冷蔵庫などの低温で増殖する能力があるため、乳製品の腐敗、カビの発生、劣化の一因となります。
例
注目すべき中温菌には、リステリア菌、黄色ブドウ球菌、大腸菌などがあります。その他の中温菌種としては、クロストリジウム・クルイベリ、シュードモナス・マルトフィリア、チオバチルス・ノヴェラス、化膿連鎖球菌、肺炎連鎖球菌などがあります。さまざまな種類の疾患や感染症は、通常、上記のような中温細菌の病原体によって生じます。
リステリア菌
リステリア・モノサイトゲネスはグラム陽性菌です。バチルスやブドウ球菌と近縁です。棒状の通性嫌気性菌で、周毛鞭毛によって運動します。リステリア・モノサイトゲネスの運動性は20℃から25℃に制限されます。[12]最適温度では運動性を失います。この細菌は、汚染された食品に起因するリステリア症の原因です。 [12]
黄色ブドウ球菌
黄色ブドウ球菌は1880年に初めて特定されました。[13]外傷に起因するさまざまな感染症の原因となります。この細菌は体の自然なメカニズムを克服します。黄色ブドウ球菌の長期感染症には、肺炎、髄膜炎、骨髄炎などがあります。黄色ブドウ球菌は病院でよく感染します。[13]
大腸菌
大腸菌はグラム陰性で桿菌の通性嫌気性細菌であり、胞子を生成しない。[14]この細菌は腸内細菌科に属し、熱不安定性または熱安定性のエンテロトキシンを産生することができる。[14]大腸菌のその他の特徴は、オキシダーゼ陰性、クエン酸陰性、メチルレッド陽性、およびフォーゲス・プロスカウアー陰性である。まとめると、大腸菌群である。グルコースと酢酸を発酵の炭素源として使用することができる。大腸菌は生物の腸内によく見られる。 [15]大腸菌には、組み換えDNAの宿主であることや病原体であることなど、多くの能力がある。 [15]
参照
参考文献
- ^ Willey, Joanne M., Linda Sherwood, Christopher J. Woolverton、および Lansing M. Prescott。Prescott、Harley、および Klein の微生物学。ニューヨーク: McGraw-Hill Higher Education、2008 年。印刷。
- ^ シラルディ、キアラ;デローザ、マリオ (2016)、「中温菌」、ドリオリ、エンリコ; Giorno、Lidietta (編)、Encyclopedia of Membranes、ベルリン、ハイデルベルク: Springer、pp. 1–2、doi :10.1007/978-3-642-40872-4_1610-2、ISBN 978-3-642-40872-4、 2022年5月22日取得
- ^ Hao Zheng、Hongwei Wu (2010)。「原核生物種のグアニン-シトシン含有量レベルと温度範囲条件の相関関係に関する遺伝子中心の関連分析」。BMC Bioinformatics . 11 (Suppl 11): S7。doi : 10.1186 /1471-2105-11-S11-S7 . PMC 3024870 . PMID 21172057。
- ^ Pankowski, Jarosław A.; Puckett, Stephanie M.; Nano, Francis E. (2016年3月15日). 「好冷性細菌由来のligAアレルが中温性細菌および酵母種に置換されると温度感受性が付与される」.応用環境微生物学. 82 (6): 1924–1932. Bibcode :2016ApEnM..82.1924P. doi :10.1128/AEM.03890-15. ISSN 0099-2240. PMC 4784036. PMID 26773080 .
- ^ Vijayabaskar、Mahalingam S. 他「エネルギーに基づくタンパク質構造ネットワークの構築：好熱菌と中温菌の比較分析への応用」生物物理学ジャーナル、第 98 巻、第 3 号、387a
- ^ Li, KY; Torres, JA (1993). 「選択された中好菌および弱酸性菌の生育に必要な最小水分活性と温度特性に対する温度と溶質の影響」食品加工保存ジャーナル. 17 (4): 305–318. doi : 10.1111/j.1745-4549.1993.tb00733.x .
- ^ Perrot, F., Hébraud, M., Junter, G.-A. および Jouenne, T. 「4°C での大腸菌におけるタンパク質合成。電気泳動。」 2000, 21: 1625–1629. doi:10.1002/(SICI)1522-2683(20000501)21:8<1625::AID-ELPS1625>3.0.CO;2-4
- ^ シンクレア、NA; ストークス、JL「低温での好冷菌と好冷菌の高細胞収量における酸素の役割」細菌学ジャーナル、1963年、第85巻（1）、p.164 [査読ジャーナル]
- ^ ab Koffler, Henry (2016-11-28). 「中温菌と高温菌の原形質の違い」. Bacteriological Reviews . 21 (4): 227–240. doi :10.1128/MMBR.21.4.227-240.1957. ISSN 0005-3678. PMC 180904. PMID 13488883 .
- ^ Ferroni, GD、Kaminski, JS「季節的な温度変動を経験する環境における好冷菌、低温菌、中温菌」Canadian Journal of Microbiology、1980、26:1184-1191、10.1139/m80-198
- ^ ジョンソン、マーク。「伝統的なチーズ作りで使用される中温および高温培養物」チーズと微生物。ワシントン：ASM出版。2014年。ウェブ。
- ^ ab Magalhã£Es、R. (2014)。リステリア・モノサイトゲネス。 450-461。
- ^ ab Todd, E. (2014). 黄色ブドウ球菌. 530-534
- ^ ab Robinson, Richard K.. (2000). 食品微生物学百科事典、第 1-3 巻 - 大腸菌。Elsevier。オンライン版は http://app.knovel.com/hotlink/pdf/id:kt0051LGG3/encyclopedia-food-microbiology/escherichia-coli から入手可能。
- ^ ab Robinson, Richard K.. (2000). 食品微生物学百科事典、第 1-3 巻 - 大腸菌。Elsevier。オンライン版は http://app.knovel.com/hotlink/pdf/id:kt0051K7I1/encyclopedia-food-microbiology/ecology-bacteria-escherichia-3 から入手可能。