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

«Чувствую полную гармонию…» История болезни Достоевского «Чувствую полную гармонию…» История болезни Достоевского

Почему тайну личности Достоевского способен постичь только врач?

Наука и жизнь
Что читала Донна Тартт перед тем, как написать «Тайную историю» Что читала Донна Тартт перед тем, как написать «Тайную историю»

Какими книгами вдохновлялась Донна Тартт?

Правила жизни
Цикличность большого взрыва Цикличность большого взрыва

Каков физический механизм Большого взрыва?

Наука и жизнь
Профессиональная деформация: как работа меняет наше восприятие мира Профессиональная деформация: как работа меняет наше восприятие мира

Как привычная работа может менять психологию и личность человека

Forbes
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
История дисс-культуры: откуда среди музыкантов взялась традиция «стрелять» друг в друга рифмами и панчами? История дисс-культуры: откуда среди музыкантов взялась традиция «стрелять» друг в друга рифмами и панчами?

История бифов — от битвы королей американского соула до российских "версусов"

Правила жизни
Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре

Происхождение Вселенной всегда волновало людей

Наука и жизнь
Что чувствует ко мне мужчина? Что чувствует ко мне мужчина?

9 способов понять наверняка чувства мужчины к тебе

Лиза
Гены, бактерии и… эволюция Гены, бактерии и… эволюция

Интервью с Петром Сергиевым об исследовании генов

Наука и жизнь
У женщин есть суперспособность! Они могут вычислить, женат ли мужчина или одинок. У женщин есть суперспособность! Они могут вычислить, женат ли мужчина или одинок.

Мужчины буквально пахнут иначе, когда у них есть или нет девушки

ТехИнсайдер
«Каменный цветок» среднерусских лесов «Каменный цветок» среднерусских лесов

Молодило русское и молодило шароносное — «спартанцы» растительного мира

Наука и жизнь
Немного от мартышки, немного от шимпанзе: ученые объяснили, почему человек воюет Немного от мартышки, немного от шимпанзе: ученые объяснили, почему человек воюет

Что с нами не так, почему мы развязываем кровавые войны?

Psychologies
Андроид-чемпион Андроид-чемпион

Как роботы защищают честь российского футбола

Популярная механика
Найти под елкой Найти под елкой

Подарки – одна из главных радостей Нового года

Лиза
Виртуальный секс Виртуальный секс

«Популярная механика» протестировала первую в мире виртуальную любовницу

Популярная механика
«Не могу смотреть людям в глаза. Что делать?»: 3 простых совета «Не могу смотреть людям в глаза. Что делать?»: 3 простых совета

Как же быть тем, кто не может смотреть в глаза другим людям?

Psychologies
9 фактов о клиторе, которые должен знать каждый мужчина! 9 фактов о клиторе, которые должен знать каждый мужчина!

Чтобы демистифицировать клитор, стоит узнать несколько простых вещей

ТехИнсайдер
В чем сложности с разблокировкой активов россиян в Euroclear В чем сложности с разблокировкой активов россиян в Euroclear

В Euroclear зависла большая часть замороженных в западных депозитариях активов

Forbes
Заграничные штучки Заграничные штучки

Как в разных странах люди готовят свои дома к Новому году?

Лиза
Слова вместо нот Слова вместо нот

Генеративная музыка: как создать хит по собственному вкусу

ТехИнсайдер
Истина — в спорах Истина — в спорах

Что делать, когда руководителей двое?

Bones
«Кто-то должен быть здесь»: Женя Беркович о цензуре в театре и решении остаться «Кто-то должен быть здесь»: Женя Беркович о цензуре в театре и решении остаться

Театральная режиссерка Женя Беркович — о работе в театре и удочерении

Forbes
Эти продукты остановят выпадение волос! Включите их в свой рацион прямо сейчас Эти продукты остановят выпадение волос! Включите их в свой рацион прямо сейчас

Что такое биотин и как он влияет на состояние наших волос?

ТехИнсайдер
Новый игрок крипторынка: повторит ли хедж-фонд российских мигрантов судьбу FTX Новый игрок крипторынка: повторит ли хедж-фонд российских мигрантов судьбу FTX

Wintermute стала одним из лидирующих маркетмейкеров в мире криптоактивов

Forbes
«И вот она нарядная на праздник к нам пришла»: кто и как придумал украшать новогоднюю елку игрушками? «И вот она нарядная на праздник к нам пришла»: кто и как придумал украшать новогоднюю елку игрушками?

Откуда появилась такая традиция — вешать на ветви дерева украшения?

ТехИнсайдер
Швейцарские ученые: слишком сильная мотивация мешает принимать рациональные решения Швейцарские ученые: слишком сильная мотивация мешает принимать рациональные решения

Точное влияние мотивации на мозг до сих пор неизвестно

Inc.
«Высотки и городская жизнь в эпоху сталинизма»: отрывок из книги Кэтрин Зубович «Высотки и городская жизнь в эпоху сталинизма»: отрывок из книги Кэтрин Зубович

Отрывок из книги «Москва монументальная» Кэтрин Зубович

СНОБ
Права эмбрионов: нужно ли защищать клетки в пробирке и как поступают в других странах Права эмбрионов: нужно ли защищать клетки в пробирке и как поступают в других странах

Зачем в 2022 году в России вдруг потребовалось защищать клетки в пробирке

Forbes
Одна балерина и два великих князя Одна балерина и два великих князя

Матильде Кшесинской не раз доводилось оказываться в центре различных скандалов

Дилетант
Откуда у людей появляется кариес, что происходит при этом заболевании и насколько оно опасно? Откуда у людей появляется кариес, что происходит при этом заболевании и насколько оно опасно?

Вот почему появляется кариес и как не допустить его образования

ТехИнсайдер
Открыть в приложении