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

Там, где свет слушает звук Там, где свет слушает звук

Как и для чего создаются гиперспектрометры и мультиспектральные камеры

Наука и жизнь
Невероятный артист с двумя головами — Паскуаль Пиион. Вы поразитесь! Невероятный артист с двумя головами — Паскуаль Пиион. Вы поразитесь!

Одна голова — хорошо. А две?

ТехИнсайдер
Вести из лабораторий и экспедиций Вести из лабораторий и экспедиций

Катализатор из отходов и неожиданные краски палеолита

Наука и жизнь
Остановить мгновение: 5 лучших книг, которые расскажут об искусстве медитаций Остановить мгновение: 5 лучших книг, которые расскажут об искусстве медитаций

5 лучших книг, которые смогут посвятить вас в сферу дзен

ТехИнсайдер
Усадьбы Москвы Усадьбы Москвы

Русские имения хранят множество историй, повлиявших на судьбу страны

Вокруг света
SHAMAN SHAMAN

Кто-то называет его главным музыкальным открытием года, кто-то — голосом эпохи

ЖАРА Magazine
Как жизнь и работу художников изменили нейросети Как жизнь и работу художников изменили нейросети

Чем недовольны художники и что они говорят об искусственном интеллекте

СНОБ
Книжная Маргарита Книжная Маргарита

Александр Дюма — мастер жонглирования событиями прошлых лет

Дилетант
«Письмо молодому мне»: трогательное послание футболиста Пеле «Письмо молодому мне»: трогательное послание футболиста Пеле

В 2016 году Пеле написал откровенное послание — самому себе в юности

Psychologies
Появление согласных звуков в речи древних гоминид связали с древесным образом жизни Появление согласных звуков в речи древних гоминид связали с древесным образом жизни

В вокальном репертуаре орангутанов согласных звуков больше — и это неспроста

N+1
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
Уральский федеральный округ Уральский федеральный округ

Промышленный индекс Уральского региона растет

Правила жизни
8 сериалов, которые вы могли пропустить в этом году 8 сериалов, которые вы могли пропустить в этом году

Сериалы, которые вызвали меньше интереса, чем заслуживают

Правила жизни
Фрустрация: что делать и как предотвратить — полезные техники Фрустрация: что делать и как предотвратить — полезные техники

Как выработать к фрустрации устойчивый иммунитет?

Psychologies
5 модных марок из Вьетнама и Таиланда, за которыми стоит следить 5 модных марок из Вьетнама и Таиланда, за которыми стоит следить

Локальные азиатские модные бренды, которые интересно для себя открыть

Правила жизни
Основатель Google Сергей Брин пожертвовал $1 млрд на борьбу с болезнью Паркинсона Основатель Google Сергей Брин пожертвовал $1 млрд на борьбу с болезнью Паркинсона

Сергей Брин пожертвовал свыше $1 млрд на исследования болезни Паркинсона

Forbes
Невезучие гении, не дожившие до славы совсем чуть-чуть. Часть II Невезучие гении, не дожившие до славы совсем чуть-чуть. Часть II

Гении прошлого, умершие в тот момент, когда у них все должно было получиться

Maxim
Возможна ли любовь по переписке: история читательницы и мнение юнгианского аналитика Возможна ли любовь по переписке: история читательницы и мнение юнгианского аналитика

Можно ли полюбить, не зная человека в реальной жизни?

Psychologies
Возрождаем традиции: собираем гостей на роскошное чаепитие Возрождаем традиции: собираем гостей на роскошное чаепитие

Как подготовиться к чаепитию

Караван историй
Половое воспитание: как разговаривать с детьми о сексе, объясняет эксперт Половое воспитание: как разговаривать с детьми о сексе, объясняет эксперт

Как и когда начинать говорить с детьми о сексе?

VOICE
Абашова Абашова

Прима-балерина Мария Абашова триумфально вернулась на сцену родного театра

Собака.ru
Это вообще нормально: как выстроить отношения с повзрослевшим ребенком Это вообще нормально: как выстроить отношения с повзрослевшим ребенком

Отрывок из книги «Чертовы подростки!» — о родительской тревоге, гневе и вине

Forbes
Не женщина, а радужная пони: к чему приводит позитивное мышление Не женщина, а радужная пони: к чему приводит позитивное мышление

Чем позитивное мышление опасно для тебя и твоих отношений

VOICE
6 самых необычных вещей, которые были найдены на местах кораблекрушений 6 самых необычных вещей, которые были найдены на местах кораблекрушений

Морские археологи постоянно находят что-то интересное! Самые необычные находки

ТехИнсайдер
Взрослые дети и зрелые родители: 14 советов, как наладить общение Взрослые дети и зрелые родители: 14 советов, как наладить общение

Почему мы раздражаемся на наших родителей?

Psychologies
Разговор со стулом: эффективная техника для выражения чувств и принятия решения Разговор со стулом: эффективная техника для выражения чувств и принятия решения

В каких ситуациях может помочь разговор с мыслимым собеседником?

Psychologies
Скажи им спасибо: кто изобрел посудомойку, стиральную машину и пылесос Скажи им спасибо: кто изобрел посудомойку, стиральную машину и пылесос

Кого благодарить за вымытую посуду, чистый пол и свежую одежду?

VOICE
Ученые надеются вырастить северного белого носорога из кусочка его кожи Ученые надеются вырастить северного белого носорога из кусочка его кожи

Ученые создали первичные зародышевые клетки из плюрипотентных стволовых клеток

ТехИнсайдер
«Красота мешает личной жизни»: 3 истории женщин и комментарий психолога «Красота мешает личной жизни»: 3 истории женщин и комментарий психолога

Подчеркнутое внимание не дает красавицам возможности найти близкого человека

Psychologies
Леденящая кровь история о «ядре демона» и ученых, ставших его жертвами Леденящая кровь история о «ядре демона» и ученых, ставших его жертвами

Создавшие этот объект ученые умерли мучительной смертью

ТехИнсайдер
Открыть в приложении