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

Саламандра с острова Скай Саламандра с острова Скай

Окаменелости древней амфибии палеонтологи раскопали на острове Скай

Наука и жизнь
Оглушительный эффект! Оглушительный эффект!

Если не контролировать ситуацию с музыкой, можно серьёзно себе навредить

Здоровье
Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре

Происхождение Вселенной всегда волновало людей

Наука и жизнь
Штурманы подземелья Штурманы подземелья

Маркшейдеры — специалисты, знающие, как проложить дорогу под землей

ТехИнсайдер
Гены, бактерии и… эволюция Гены, бактерии и… эволюция

Интервью с Петром Сергиевым об исследовании генов

Наука и жизнь
Вкалывают роботы Вкалывают роботы

Как искусственный интеллект повлияет на то, как мы трудимся

N+1
Лабиринт: запутанная история Лабиринт: запутанная история

Самые необычные лабиринты мира – история и тайны

Вокруг света
Режиссер Режиссер

Наконец-то мы узнаем, почему Роуз не помогла Джеку после крушения "Титаника"

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
«Накануне Рождества»: святочный рассказ о вдове и ее детях «Накануне Рождества»: святочный рассказ о вдове и ее детях

Отрывок из книги Елены Душечкиной «Русский святочный рассказ»

Forbes
Сила мысли Сила мысли

Как можно работать с мыслями — и почему стоит это делать

Yoga Journal
Рита Дакота и Федор Белогай: «Мы тренинговые маньяки» Рита Дакота и Федор Белогай: «Мы тренинговые маньяки»

Рита Дакота и Фед Белогай рассказали о том, как разделяют работу и отношения

ЖАРА Magazine
Лес у реки Лес у реки

«Зеленые легкие планеты, первобытная среда обитания»

Вокруг света
Will Perfom: как Серена Уильямс придумала болеутоляющий крем за $1 млрд Will Perfom: как Серена Уильямс придумала болеутоляющий крем за $1 млрд

Легенда тенниса Серена Уильямс придумала болеутоляющее средство для спортсменов

Forbes
Лена Горностаева Лена Горностаева

Какую часть мужского тела Лена Горностаева считает самой сексуальной?

Playboy
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
Анатомия робособаки Анатомия робособаки

Выверенная анатомия Spot — продукт не слепой эволюции, а грамотной инженерии

ТехИнсайдер
Как распознать и лечить геморрой — советы врача Как распознать и лечить геморрой — советы врача

Колопроктолог раскрывает всю правду о геморрое

Psychologies
Как не сесть в лужу и выйти из сложной ситуации путем импровизации Как не сесть в лужу и выйти из сложной ситуации путем импровизации

Как во время выступления импровизация может помочь вам

Inc.
Как создать канал в Телеграме: инструкция для смартфонов и компьютеров Как создать канал в Телеграме: инструкция для смартфонов и компьютеров

Изучите наши советы о том, как создать собственный канал в Телеграме

CHIP
Вначале было слово Вначале было слово

Ася Штейн — о том, чему мы можем поучиться у древних греков

Seasons of life
Почему мы загадываем желания под бой курантов и как это делать, чтобы они исполнились Почему мы загадываем желания под бой курантов и как это делать, чтобы они исполнились

Почему взрослые продолжают верить в новогодние чудеса?

Правила жизни
Мария Смольникова: Мария Смольникова:

Многие поначалу были просто ошарашены новым театральным языком

Коллекция. Караван историй

Биография знаменитого прозаика Андрея Платонова была не без трагедий

ТехИнсайдер
Для красоты и здоровья: удивительные возможности меда Для красоты и здоровья: удивительные возможности меда

Мед можно применять не только в кулинарии

ТехИнсайдер
Что делать, если у вас обнаружили ВИЧ: руководство по лечению Что делать, если у вас обнаружили ВИЧ: руководство по лечению

ВИЧ: где можно сдать тест? Как проходит лечение? Какие симптомы у заболевания?

Psychologies
Как в том меме Как в том меме

Как люди будут искать информацию в будущем

N+1
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
Александр Архангельский: «Может ли ИИ в перспективе написать «Войну и мир»? По-моему, может» Александр Архангельский: «Может ли ИИ в перспективе написать «Войну и мир»? По-моему, может»

Профессор ВШЭ Александр Архангельский — о судьбе бумажных книг и их авторов

РБК
Вечнодвижущаяся машина Вечнодвижущаяся машина

Вечный двигатель можно изобрести только в монастыре

Наука
Открыть в приложении