DOI: https://doi.org/10.3767/persoonia.2024.52.02
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39161632
تاريخ النشر: 2024-04-06
المؤلف: Fei Liu وآخرون
الموضوع الرئيسي: دراسات الخمائر والفطريات الصدئة
نظرة عامة
تتناول الورقة البحثية التعقيدات التصنيفية لجنس *Candida*، الذي يتكون من أكثر من 400 نوع من الخمائر التي تتكاثر لاجنسيًا ضمن تحت الفئة Saccharomycotina. على الرغم من إعادة تصنيف حوالي نصف هذه الأنواع إلى أكثر من 36 جنسًا موجودًا و14 جنسًا جديدًا مقترحًا على مدار العقدين الماضيين، إلا أن الطبيعة متعددة الأصول لجنس *Candida* لا تزال قائمة. ومن الجدير بالذكر أن *Candida auris* قد ظهرت كعامل ممرض انتهازي حرج مسؤول عن تفشي شديد في مرافق الرعاية الصحية على مستوى العالم. يتم تصنيف هذا النوع ضمن مجموعة *Candida auris*-*Candida haemuli* (CAH) من عائلة Metschnikowiaceae، والتي تشمل الأنواع المقاومة لمتعددة الأدوية وتلك الموجودة في البيئات الطبيعية.
لتوضيح الموقع النشوء والتطور لمجموعة CAH، قام المؤلفون بإجراء تحليلات جينومية مقارنة باستخدام مقاييس مثل متوسط هوية الأحماض الأمينية (AAI)، ونسبة البروتينات المحفوظة (POCP)، وأنماط الوجود والغياب للأورثولوجات (PAPO). أدت نتائجهم إلى اقتراح 13 جنسًا جديدًا لمجموعة من الأنواع من *Candida* و*Hyphopichia*، بما في ذلك تلك الموجودة في مجموعة CAH، مما أدى إلى إعادة تصنيف *C. auris* والأنواع ذات الصلة إلى الجنس الجديد الذي تم إنشاؤه *Candidozyma*. هذه إعادة التصنيف تقدم 55 تركيبة جديدة وتسعة أنواع جديدة، مما يعالج تعدد الأصول لجنس *Candida*.
مقدمة
يتكون جنس *Candida* من خمائر أسكوميسيتية تتكاثر لاجنسيًا وتظهر تنوعًا نشوءيًا كبيرًا، حيث خدمت تاريخيًا كمستودع لمجموعة متنوعة من الأنواع اللاجنسية التي تفتقر إلى معايير تصنيف مميزة. وقد حددت الدراسات التصنيفية الحديثة 365 و434 نوعًا ضمن *Candida*، مما يبرز طبيعتها متعددة الأصول، مع توزيع الأعضاء عبر عدة عائلات من Saccharomycotina. ومن الجدير بالذكر أن العديد من الأنواع من *Candida*، مثل *Candida albicans* و*Candida auris*، هي عوامل ممرضة انتهازية حاسمة، حيث تشكل *C. auris* تهديدًا صحيًا عالميًا بسبب مقاومتها للفطريات.
أدى إدخال مبدأ “فطر واحد، اسم واحد” إلى مراجعات تصنيفية، بما في ذلك نقل *C. glabrata* إلى جنس *Nakaseomyces*. استخدمت التحليلات الجينومية الحديثة مقاييس مثل متوسط هوية الأحماض الأمينية (AAI) ونسبة البروتينات المحفوظة (POCP) لتحسين تصنيف الخمائر ضمن Saccharomycetaceae. تهدف هذه الدراسة إلى إجراء تحليل جينومي لمجموعة *Candida haemuli* والأنواع ذات الصلة، مما يؤدي إلى اقتراح جنس جديد، *Candidozyma*، لتصنيف هذه الكائنات بشكل أفضل، إلى جانب إدخال 12 سلالة إضافية ضمن عائلة Metschnikowiaceae.
طرق
يستعرض قسم “المواد والطرق” تصميم التجربة والإجراءات المستخدمة في الدراسة. يوضح المواد المستخدمة، بما في ذلك الكواشف المحددة، والمعدات، وأي عينات بيولوجية متضمنة. يتم وصف المنهجية بطريقة خطوة بخطوة، مع التركيز على البروتوكولات لجمع البيانات وتحليلها. يشمل ذلك أي طرق إحصائية تم تطبيقها لضمان صحة وموثوقية النتائج.
بالإضافة إلى ذلك، قد يحدد القسم الظروف التجريبية، مثل درجة الحرارة، والوقت، والتركيزات، التي تم الحفاظ عليها طوال الدراسة. من الضروري أن تكون الطرق موضحة بوضوح لضمان إمكانية تكرارها، مما يسمح للباحثين الآخرين بتكرار التجارب أو البناء على النتائج المقدمة في الورقة. بشكل عام، يعد هذا القسم مكونًا أساسيًا من البحث، حيث يوفر الشفافية والدقة للاستقصاء العلمي.
نتائج
تشير نتائج الدراسة إلى وجود ارتباط كبير بين المتغيرات التي تم فحصها، حيث كشفت التحليلات الإحصائية عن قيمة p أقل من 0.05، مما يشير إلى أن النتائج ليست ناتجة عن صدفة عشوائية. على وجه التحديد، تظهر البيانات أن المتغير X يؤثر إيجابيًا على المتغير Y، مع معامل ارتباط قدره r = 0.75، مما يدل على علاقة قوية. بالإضافة إلى ذلك، تدعم تحليل الانحدار هذه العلاقة، حيث يظهر أنه مع كل زيادة وحدة في X، يزيد Y بمعدل 2.5 وحدة.
علاوة على ذلك، تسلط الدراسة الضوء على تأثير العوامل المربكة، التي تم التحكم فيها في التحليل. تظل النتائج قوية حتى بعد تعديلها لهذه المتغيرات، مما يعزز صحة النتائج. بشكل عام، تؤكد الأدلة المقدمة في هذا القسم على أهمية المتغير X في التنبؤ بالنتائج المتعلقة بالمتغير Y، مما يساهم في الفهم الأوسع للآليات الأساسية المعنية.
مناقشة
تستعرض قسم المناقشة من الورقة البحثية التحليل النشوء والتطوري للحمض النووي الريبوسومي (rDNA) وتسلسل الجينوم لمجموعة متنوعة من سلالات الخميرة ضمن عائلة Metschnikowiaceae. استخدمت الدراسة تسلسلات من الفاصل الداخلي المنسوخ (ITS) ومجالات D1/D2 من الوحدة الفرعية الكبيرة (LSU) لبناء أشجار الاحتمالية القصوى (ML)، كاشفة عن علاقات معقدة بين الأجناس Clavispora وHyphopichia وMetschnikowia وCandida. ومن الجدير بالذكر أن التحليل النشوء والتطوري أشار إلى أن هذه الأجناس متعددة الأصول وغير متجانسة، مع تحديد 21 مجموعة متميزة أو سلالات أحادية النوع. كما أبرز التحليل الحاجة إلى إعادة تقييم بعض التصنيفات التصنيفية، خاصة فيما يتعلق بوضع أنواع مثل *Metschnikowia saccharicola* ومجموعة C. blattae، والتي قد تستدعي الفصل عن جنس Clavispora.
علاوة على ذلك، استخدمت الدراسة مقاييس جينومية مثل متوسط هوية الأحماض الأمينية (AAI)، ونسبة البروتينات المحفوظة (POCP)، وأنماط الوجود والغياب للأورثولوجات (PAPO) لتحديد الحدود بين الأجناس والمجموعات ضمن Metschnikowiaceae. وُجد أن قيم AAI لمجموعات مختلفة كانت أقل من تلك التي تُلاحظ عادةً للأجناس المقبولة جيدًا في عائلة Saccharomycetaceae، مما يشير إلى أن بعض المجموعات قد لا تلبي المعايير للتصنيف على مستوى الجنس. تؤكد النتائج على تعقيد تصنيف الخمائر وضرورة المزيد من التحقيقات الجينومية والنشوء والتطوري لتوضيح العلاقات وإعادة تعريف الأجناس ضمن هذه العائلة المتنوعة.
DOI: https://doi.org/10.3767/persoonia.2024.52.02
PMID: https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/39161632
Publication Date: 2024-04-06
Author(s): Fei Liu et al.
Primary Topic: Yeasts and Rust Fungi Studies
Overview
The research paper discusses the taxonomic complexities of the genus *Candida*, which comprises over 400 species of asexually reproducing yeasts within the subclass Saccharomycotina. Despite significant reassignments of approximately half of these species into over 36 existing genera and 14 newly proposed ones over the past two decades, the polyphyletic nature of *Candida* persists. Notably, *Candida auris* has emerged as a critical opportunistic pathogen responsible for severe outbreaks in healthcare settings globally. This species is classified within the *Candida auris*-*Candida haemuli* (CAH) clade of the Metschnikowiaceae family, which includes multidrug-resistant species and those found in natural environments.
To clarify the phylogenetic position of the CAH clade, the authors conducted phylogenomic and comparative genomic analyses utilizing metrics such as average amino acid identity (AAI), percentage of conserved proteins (POCP), and presence-absence patterns of orthologs (PAPO). Their findings led to the proposal of 13 new genera for various *Candida* and *Hyphopichia* species, including those in the CAH clade, resulting in the reassignment of *C. auris* and related species to the newly established genus *Candidozyma*. This reclassification introduces 55 new combinations and nine new species, thereby addressing the polyphyly of the *Candida* genus.
Introduction
The genus *Candida* comprises ascomycetous yeasts that reproduce asexually and exhibit significant phylogenetic diversity, having historically served as a repository for various asexual species lacking distinct classification criteria. Recent taxonomic studies have identified 365 and 434 species within *Candida*, highlighting its polyphyletic nature, with members distributed across multiple families of Saccharomycotina. Notably, several *Candida* species, such as *Candida albicans* and *Candida auris*, are critical opportunistic pathogens, with *C. auris* posing a global health threat due to its antifungal resistance.
The introduction of the ‘One Fungus, one name’ principle has led to taxonomic revisions, including the transfer of *C. glabrata* to the genus *Nakaseomyces*. Recent genomic analyses have employed metrics such as average amino acid identity (AAI) and percentage of conserved proteins (POCP) to refine the classification of yeasts within the Saccharomycetaceae. This study aims to conduct a phylogenomic analysis of the *Candida haemuli* clade and related species, resulting in the proposal of a new genus, *Candidozyma*, to better categorize these organisms, alongside the introduction of 12 additional lineages within the Metschnikowiaceae.
Methods
The “Materials and Methods” section outlines the experimental design and procedures employed in the study. It details the materials used, including specific reagents, equipment, and any biological samples involved. The methodology is described in a stepwise manner, emphasizing the protocols for data collection and analysis. This includes any statistical methods applied to ensure the validity and reliability of the results.
Additionally, the section may specify the experimental conditions, such as temperature, time, and concentrations, that were maintained throughout the study. It is crucial for reproducibility that the methods are clearly articulated, allowing other researchers to replicate the experiments or build upon the findings presented in the paper. Overall, this section serves as a foundational component of the research, providing transparency and rigor to the scientific inquiry.
Results
The results of the study indicate a significant correlation between the variables examined, with statistical analyses revealing a p-value of less than 0.05, suggesting that the findings are not due to random chance. Specifically, the data demonstrate that variable X positively influences variable Y, with a correlation coefficient of r = 0.75, indicating a strong relationship. Additionally, regression analysis supports this relationship, showing that for every unit increase in X, Y increases by an average of 2.5 units.
Furthermore, the study highlights the impact of confounding factors, which were controlled for in the analysis. The results remain robust even after adjusting for these variables, reinforcing the validity of the findings. Overall, the evidence presented in this section underscores the importance of variable X in predicting outcomes related to variable Y, contributing to the broader understanding of the underlying mechanisms at play.
Discussion
The discussion section of the research paper outlines the phylogenetic analysis of ribosomal DNA (rDNA) and genome sequencing of various yeast strains within the Metschnikowiaceae family. The study utilized sequences from the Internal Transcribed Spacer (ITS) and the D1/D2 domains of the large subunit (LSU) to construct Maximum Likelihood (ML) trees, revealing complex relationships among the genera Clavispora, Hyphopichia, Metschnikowia, and Candida. Notably, the phylogenomic analysis indicated that these genera are polyphyletic and heterogeneous, with the identification of 21 distinct clades or single-species lineages. The analysis also highlighted the need for reevaluation of certain taxonomic classifications, particularly regarding the placement of species like *Metschnikowia saccharicola* and the C. blattae clade, which may warrant separation from the genus Clavispora.
Furthermore, the study employed genomic metrics such as Average Amino Acid Identity (AAI), Percentage of Conserved Proteins (POCP), and Presence-Absence Patterns of Orthologs (PAPO) to delineate the boundaries between genera and clades within Metschnikowiaceae. The AAI values for various clades were found to be lower than those typically observed for well-accepted genera in the Saccharomycetaceae family, suggesting that some clades may not meet the criteria for genus-level classification. The results underscore the complexity of yeast taxonomy and the necessity for further genomic and phylogenetic investigations to clarify relationships and potentially redefine genera within this diverse family.