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

Посвящено Беатриче Посвящено Беатриче

Данте обнаружил, осознал, как мало он знает

Наука и жизнь
Его глаза: как найти и потерять мужа в отеле Его глаза: как найти и потерять мужа в отеле

Гостья отеля была уверена, что живет с бывшим мужем, но все оказалось иначе

Правила жизни
По небесным квартирам По небесным квартирам

Эпоха общей орбиты завершается: у каждой страны — своя космическая станция

Монокль
Королева панка умерла: как Вивьен Вествуд нарушала табу и изменила моду Королева панка умерла: как Вивьен Вествуд нарушала табу и изменила моду

Как королева панка Вивьен Вествуд изменила мир моды — и мир вообще

Forbes
Человек уже не тот Человек уже не тот

Как эволюция продолжает нас менять, и нужно ли это человечеству

Вокруг света
Астрономы нашли экзопланету, падающую по свою стареющую звезду Астрономы нашли экзопланету, падающую по свою стареющую звезду

Процесс, который предстоит через миллиарды лет пройти нашей Земле

ТехИнсайдер
«Мисс Бомж», «Мисс Слониха» и еще 6 самых странных конкурсов красоты «Мисс Бомж», «Мисс Слониха» и еще 6 самых странных конкурсов красоты

Конкурсов наберется столько, что каждая девушка сможет стать «Мисс Чего-нибудь»

Maxim
Как правильно парковаться: 5 простых лайфхаков для водителей. Спорим, вы всегда делали это неправильно! Как правильно парковаться: 5 простых лайфхаков для водителей. Спорим, вы всегда делали это неправильно!

5 полезных лайфхаков, которые помогут справиться с парковкой автомобиля

ТехИнсайдер
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
«Плохое настроение — приступ переедания»: что нужно знать о нервной булимии «Плохое настроение — приступ переедания»: что нужно знать о нервной булимии

Как распознать и вылечить булимию?

Psychologies
Ревизия зла Ревизия зла

Как постсоветская литература разбиралась, где свет, а где тьма, и не разобралась

Weekend
Детство на тарелке Детство на тарелке

«Советскую» тему художница начала случайно, и больше для себя

Новый очаг
Философия в комиксах: топ-5 фактов о «Хронозисе» таинственного мыслителя Резы Негарестани Философия в комиксах: топ-5 фактов о «Хронозисе» таинственного мыслителя Резы Негарестани

Комикс «Хронозис» — калейдоскоп из философских размышлений о природе времени

ТехИнсайдер
«Москвичи» в кинематографе «Москвичи» в кинематографе

Какую роль сыграли «Москвичи» в любимых кинолентах?

Культура.РФ
Что будет, если никогда не стричься: как выглядит современная Рапунцель Что будет, если никогда не стричься: как выглядит современная Рапунцель

Думала ли ты, что будет, если не стричь волосы никогда?

VOICE
Миома и саркома матки: что нужно знать об этих заболеваниях каждой женщине? Миома и саркома матки: что нужно знать об этих заболеваниях каждой женщине?

Миома матки: симптомы заболевания, диагностика и факторы риска

Psychologies
Как побороть страх публичных выступлений: 10 простых советов Как побороть страх публичных выступлений: 10 простых советов

Как снизить тревогу перед выступлением

Inc.
На изящном: как итальянский монах-иезуит Джузеппе Кастильоне стал придворным художником в Китае На изящном: как итальянский монах-иезуит Джузеппе Кастильоне стал придворным художником в Китае

Монах Джузеппе Кастильоне создал при китайском дворе около двухсот картин

Правила жизни
Бананология Бананология

Физика, химия, генетика и математика на примере банана

ТехИнсайдер
Звуковая диагностика Звуковая диагностика

В «Норникеле» научились определять неполадки на слух

ТехИнсайдер
Повседневное фантазирование: как и зачем мы придумываем другую жизнь — 4 интересных факта Повседневное фантазирование: как и зачем мы придумываем другую жизнь — 4 интересных факта

Что воображает о вас человек, сидящий в метро напротив?

Psychologies
Боялась, что никто не воспримет всерьез: как Хейли Бибер строит косметический бизнес Боялась, что никто не воспримет всерьез: как Хейли Бибер строит косметический бизнес

Как развивается бренд Хайли Бибер

Forbes
Стимуляция мозга улучшает работу кохлеарных имплантатов Стимуляция мозга улучшает работу кохлеарных имплантатов

Ученые нашли способ улучшить работу ушных имплантатов

ТехИнсайдер
5 интересных горнолыжных курортов 5 интересных горнолыжных курортов

Горнолыжные курорты для тех, ком у наскучил Сочи

Лиза
Андрей Завадских Андрей Завадских

О том, как молодеет сфера предпринимательства и какой бизнес нужно открывать

Правила жизни
Знакомьтесь, Лина Гасанова! Знакомьтесь, Лина Гасанова!

Торжественно добавляем в почетный список героев новой вечерней моды еще одно имя

Собака.ru
Психология проклятий: как не стать жертвой темной магии Психология проклятий: как не стать жертвой темной магии

Где магия, а где психология? И как же защититься от темной энергии?

Psychologies
7 самых популярных мифов о курении, в которые вы до сих пор верите 7 самых популярных мифов о курении, в которые вы до сих пор верите

Что вы знаете о курении и сигаретах?

ТехИнсайдер
Язык под соусом Язык под соусом

Кулинария – один из самых выразительных способов коммуникации

Grazia
(Не)придуманные истории (Не)придуманные истории

Почему сейчас самое время обратить внимание на произведения в жанре автофикшн

Seasons of life
Открыть в приложении