Интервью с Дмитрием Кнорре об исследовании дрожжей

Наука и жизньНаука

Гены, дрожжи и… человек

Рассказывает кандидат биологических наук Дмитрий Кнорре, ведущий научный сотрудник Института физико-химической биологии им. А. Н. Белозерского МГУ

Беседу ведёт Наталия Лескова

Колонии лабораторного штамма пекарских дрожжей на агаре. Клетки дрожжей некоторых штаммов способны слипаться друг с другом и формировать примитивные подобия плодовых тел. На фотографии каждый объект — это скопления тысяч дрожжевых клеток. Фото Юлии Караваевой и Дмитрия Кнорре

Дмитрий Алексеевич, вы занимаетесь исследованием дрожжей. Почему именно этот объект вас заинтересовал?

— Есть большая доля случайности, что мне попались дрожжи, и я рад этому. Работать с дрожжами интересно, это нас приближает к базовым принципам биологии — ведь человеку интересен прежде всего человек, поэтому мы стремимся узнать как можно больше про человека. Но работать с линиями клеток человека сложно. Там есть свои проблемы и неудобства. Поэтому для изучения биологических принципов и закономерностей используются модельные объекты. Обычно это крыса, плодовая мушка дрозофила, нематода…

— Дрожжи — это тоже довольно распространённый модельный объект. Чем он привлекателен?

— Да, это один из самых стандартных модельных объектов. На дрожжах очень много всего было открыто впервые. Почему дрожжи оказались таким удачным модельным объектом? Первое — это очень маленькое время генерации. Мы можем посадить клетки, а назавтра ставить с ними эксперимент. Ни с нематодами, ни с насекомыми, ни тем более с мышами такое невозможно. С дрожжами можно тестировать сразу большое количество гипотез, быстро менять зоны эксперимента, по полной использовать свою фантазию.

Но это сопряжено и с некоторыми недостатками: дрожжи это грибы и они по происхождению далеки от человека, дальше, чем нематоды и плодовые мушки. Впрочем всё же сильно ближе, чем растения. В биологии дрожжи воспринимают как модель эукариотической клетки. Там маленькое время удвоения, быстрая скорость роста, быстрый способ накопления биомассы. А также простота генетической манипуляции, что сделало их излюбленным модельным объектом учёных.

Сейчас технологии идут вперёд, получается делать сложные генетические вещи с насекомыми и с животными, но какое-то время назад дрожжи были чуть ли не единственным объектом, который легко модифицировать генетически, залезть в геном и что-то в нём изменить.

— Почему так?

— Это связано в основном с двумя вещами. Первое — то, что в клетках дрожжей постоянно активна система гомологичной рекомбинации, и если чужеродная ДНК попадает в ядро клетки дрожжей, то она легко интегрируется в их собственную ДНК. Иначе говоря, модифицировать геном дрожжей много проще, у них исходно заложена эта функция в их собственных свойствах, в их физиологии. Это позволяет легко получать мутантов.

— Дрожжи-мутанты — зачем они нужны?

— Они нужны, чтобы исследовать функции генов. Это второе важное свойство. Пекарские дрожжи Saccharomyces cerevisiae, которые мы используем, можно культивировать как в гаплоидном, так и в диплоидном состоянии — то есть и с одиночным, и с двойным набором хромосом. Большая часть наших клеток диплоидная, кроме половых. Мыши и дрозофилы, как и вообще все многоклеточные животные, диплоидные, а это значит, что каждый ген представлен в двух копиях. И если мы что-то сделали с одним геном, понятно, что всё равно осталась нормальная копия гена «про запас», и это очень затрудняет исследование, даёт дополнительный пласт сложности.

А пекарские дрожжи мы можем культивировать и как линию гаплоидных клеток, у которых один набор хромосом, и как диплоид, а потом перевести обратно. Но нам важно, что пекарские дрожжи можно культивировать в гаплоидном состоянии, когда у них один набор хромосом. Соответственно, если мы хотим понять, какую функцию выполняет тот или иной ген, мы можем его сломать и посмотреть, что изменилось в физиологии, что произошло со свойствами клеток. При этом мы знаем, что другой копии гена нет. На начальных этапах развития науки о дрожжах это дало огромное преимущество, потому что не надо было возиться с диплоидностью, с гетерозиготами, а можно было привязать конкретную мутацию к конкретному свойству.

— Что конкретно удалось узнать с помощью пекарских дрожжей?

— Основная роль пекарских дрожжей как модельного объекта для исследования закономерностей живой природы в том, что на них было открыто очень много функций генов и генных семейств. То есть удавалось поставить связку, что один ген нужен, например, для репарации ДНК, а другой ген — для того, чтобы митохондрии сливались и разделялись на отдельные органеллы. Это важные знания, дающие нам понимание принципов работы клетки.

Дмитрий Алексеевич Кнорре. Фото Наталии Лесковой

— Почему вы исследуете именно пекарские дрожжи?

— Как вы уже поняли, дрожжи — это модельный объект для человека, для эукариотической клетки в целом. Но пекарские дрожжи также модельный объект для изучения патогенных грибов. Сами они не патогенны, но есть другие виды дрожжей и мицелиальных грибов, которые могут быть патогенами для человека. Болезни, вызываемые грибами, не столь широко распространены, как вирусные или бактериальные заболевания, но у них высокая летальность.

— Имеются в виду микозы? Но они достаточно широко распространены, например, среди онкопациентов или пациентов отделений реанимации, к ним часто присоединяются бактериальные инфекции…

— Да, совершенно верно, это целый пласт проблем. И это второе направление, которым мы интересуемся. Работать с патогенными грибами опасно, нужны другие требования к организации лаборатории. Но какие-то закономерности — например, как взаимодействует клетка дрожжей с антимикотиками, — можно изучать с помощью пекарских дрожжей.

— Пекарские дрожжи — это ведь те самые, которые используются в хлебопечении?

Авторизуйтесь, чтобы продолжить чтение. Это быстро и бесплатно.

Регистрируясь, я принимаю условия использования

Рекомендуемые статьи

Мы выбираем друг друга не случайно Мы выбираем друг друга не случайно

Выбор партнера предопределен всем предшествующим ходом нашей жизни

Psychologies
8 мест на Земле, посещать которые очень опасно 8 мест на Земле, посещать которые очень опасно

На Земле есть по-настоящему адские места! Жить в них просто невозможно

ТехИнсайдер
6 признаков глупого человека 6 признаков глупого человека

Как понять, кого нужно избегать? Да и нужно ли на самом деле?

Psychologies
3 ошибки в поисках счастья, которые нельзя совершать 3 ошибки в поисках счастья, которые нельзя совершать

О же чем нужно помнить, пытаясь построить счастливую жизнь?

Psychologies
Гены, бактерии и… эволюция Гены, бактерии и… эволюция

Интервью с Петром Сергиевым об исследовании генов

Наука и жизнь
Петр Великий: этих фактов о великом императоре вы точно не найдете в школьных учебниках Петр Великий: этих фактов о великом императоре вы точно не найдете в школьных учебниках

Факты о Петре I, которые не попали в учебники

ТехИнсайдер
11 способов становиться немного умнее каждый день 11 способов становиться немного умнее каждый день

Интеллект, как и тело, требует правильного питания и регулярных тренировок

Psychologies
Смена сезонов Смена сезонов

Мы отказались от любых правил и дали себе свободу готовить то, что хотим

Bones
Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре

Происхождение Вселенной всегда волновало людей

Наука и жизнь
«По сравнению со мной Чикатило — цыпленок»: история «экспресс-маньяка» Владимира Муханкина «По сравнению со мной Чикатило — цыпленок»: история «экспресс-маньяка» Владимира Муханкина

Владимир Муханкин называл себя учеником Чикатило

VOICE
Лесные братья Лесные братья

Июль-август – время трёх лесных ягод: малины, черники и брусники

Здоровье

Две новые книги по рекомендации литературного критика Анастасии Завозовой

Правила жизни
Лесная поликлиника Лесная поликлиника

Какими способами самолечения пользуются животные?

Вокруг света
Внутри живота зародыша выросла сестра-паразит: медицинская аномалия здорово напугала врачей Внутри живота зародыша выросла сестра-паразит: медицинская аномалия здорово напугала врачей

Что такое «плод в зародыше» или «плод внутри плода»?

ТехИнсайдер
Серая орешковая соня Серая орешковая соня

Кем умилялись читатели в 1861 году

Вокруг света
Керамический гриль Керамический гриль

Я всегда любил работать с огнем — здесь важно чувствовать сам процесс

Bones
Лаборатория лицом к морю Лаборатория лицом к морю

Как создавалась и как теперь работает Беломорская биостанция

Наука
Терпим, повторяем, продолжаем: как устроиться на работу в зарубежную компанию Терпим, повторяем, продолжаем: как устроиться на работу в зарубежную компанию

Что увеличит шансы на успешное устройство на работу за границей?

Forbes
Зинаида Кириенко: Зинаида Кириенко:

Москва приняла меня со второго раза

Коллекция. Караван историй
Охотница на педофилов: история убийцы Миранды Барбур, которая выдавала себя за подростка Охотница на педофилов: история убийцы Миранды Барбур, которая выдавала себя за подростка

Убийство, совершенное Мирандой Барбур, на первый взгляд выглядело заурядным

VOICE
Хитрый вопрос о континентах: какой их них самый большой, а какой — самый маленький Хитрый вопрос о континентах: какой их них самый большой, а какой — самый маленький

Сотни миллионов лет назад образовался суперконтинент под названием Пангея

ТехИнсайдер
Пчелиный алкоголизм, слизняк-воришка и кетчуп как средство от облысения: 20 поразительных фактов со всего света Пчелиный алкоголизм, слизняк-воришка и кетчуп как средство от облысения: 20 поразительных фактов со всего света

Фобия Мадонны и универсальное средство от диареи и облысения

ТехИнсайдер
Руккола: особенности, польза и вред модной зелени Руккола: особенности, польза и вред модной зелени

Рассказываем о модном листовом овоще: кому он особенно полезен, а кому не очень

VOICE
Как пользоваться социальными сетями без ущерба для психики: 4 правила Как пользоваться социальными сетями без ущерба для психики: 4 правила

Как обезопасить свое психическое здоровье, не отказываясь от соцсетей?

Psychologies
Странная «Битва за Лос-Анджелес» времен Второй мировой войны показывает, насколько пугливы американцы Странная «Битва за Лос-Анджелес» времен Второй мировой войны показывает, насколько пугливы американцы

25 февраля 1942 американские военные открыли в небе Лос-Анджелеса шквал огня

ТехИнсайдер
Предпраздничный стресс Предпраздничный стресс

Как правильно распределить свои силы во время подготовки к Новому году?

Лиза
«Русские коллекционеры сильно переплачивают»: что нам дает знание арт-рынка Фландрии «Русские коллекционеры сильно переплачивают»: что нам дает знание арт-рынка Фландрии

Как знание истории фламандского арт-рынка помогает понять искусство Рубенса

Forbes
Как не выгореть перед новогодними праздниками: 3 совета — прислушайтесь к ним Как не выгореть перед новогодними праздниками: 3 совета — прислушайтесь к ним

Как не перегореть перед праздниками

Psychologies
Мечта Джованни Мечта Джованни

Battista, самый быстрый из итальянцев

Автопилот
Польза или пиар Польза или пиар

Какую косметику выпускают звезды Голливуда (разбираем состав с экспертом)

Лиза
Открыть в приложении