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

Зачем обоняние лёгким Зачем обоняние лёгким

Обоняние в лёгких? Это что, шутка? Вовсе нет!

Наука и жизнь
Свиной грипп атакует: симптомы заболевания и методы лечения Свиной грипп атакует: симптомы заболевания и методы лечения

Рассказываем, что такое свиной грипп и как его отличить от других ОРВИ

ТехИнсайдер
Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре

Происхождение Вселенной всегда волновало людей

Наука и жизнь
В СССР он был вкуснее, его делали «из дичи» и еще 5 удивительных фактов о майонезе В СССР он был вкуснее, его делали «из дичи» и еще 5 удивительных фактов о майонезе

В XIX веке майонез был не только соусом, но и семейством самостоятельных блюд

Maxim
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
Дьявол носит «Прага» Дьявол носит «Прага»

Гиперкар с возможностью повседневной эксплуатации

Автопилот
20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели 20 вещей, которые могут тебе пригодиться в постели

Объекты и явления, при помощи которых твой секс будет еще великолепнее

Maxim
Бот вместо психотерапевта: научится ли искусственный интеллект лечить душу Бот вместо психотерапевта: научится ли искусственный интеллект лечить душу

Смогут ли нейросети заменить психотерапевтов?

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

Интервью с Петром Сергиевым об исследовании генов

Наука и жизнь
Этот женский гормон может спасти от бреда. Стоит узнать! Этот женский гормон может спасти от бреда. Стоит узнать!

Делирий можно предотвратить с помощью особого гормона

ТехИнсайдер
Уроки на экваторе Уроки на экваторе

Месяц в деревне в Кении глазами волонтера-учительницы из России

Вокруг света
Правила андрагогики и пирамида Дилтса: как эффективно учиться во взрослом возрасте Правила андрагогики и пирамида Дилтса: как эффективно учиться во взрослом возрасте

Какие лайфхаки помогут нашему мозгу активнее усваивать информацию

Forbes
Есть ли у растений нервы? Есть ли у растений нервы?

Нервов у растений нет, во всяком случае, в том виде, в каком они есть у животных

Наука и жизнь
Мексиканские маски смерти, полная Луна и гламурный Островский. Интервью с режиссером Данилом Чащиным Мексиканские маски смерти, полная Луна и гламурный Островский. Интервью с режиссером Данилом Чащиным

Режиссер Данил Чащин рассказал о том, могут ли спасти брак жестокие игры

СНОБ
Цельная натура Цельная натура

Обычно мы понимаем, что пришло время перемен, когда не получаем, чего хотим

Psychologies
Последний пшик моды Последний пшик моды

Одежда из баллончика, распыляемая прямо на тело, больше не фантастика

ТехИнсайдер
Люди с врожденными болезнями, над которыми смеялись тысячи зрителей: печальная история «девочки-верблюда» Люди с врожденными болезнями, над которыми смеялись тысячи зрителей: печальная история «девочки-верблюда»

Элла Харпер получила прозвище «девочка-верблюд» из-за необычного строения ног

ТехИнсайдер
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
5 книг о Тбилиси для влюбленных в Грузию 5 книг о Тбилиси для влюбленных в Грузию

Пять книг о красочном Тбилиси

СНОБ
Худеть к Новому году опасно для здоровья. 8 полезных альтернатив экспресс-диетам Худеть к Новому году опасно для здоровья. 8 полезных альтернатив экспресс-диетам

Какие привычки стоит добавить в свою жизнь, чтобы найти гармонию со своим телом?

Psychologies
«Делать инъекции, а не заполнять справки». Как изменились обязанности медицинских сестер в современных поликлиниках «Делать инъекции, а не заполнять справки». Как изменились обязанности медицинских сестер в современных поликлиниках

О цифровизации российских медучреждений и роли медсестры в новых реалиях

СНОБ
Как рассказать детям о сексе: типичные ошибки, советы, лайфхаки Как рассказать детям о сексе: типичные ошибки, советы, лайфхаки

Какие фразы не стоит произносить во время разговоров с детьми о сексе

Psychologies
От Лабковского до Ильяхова: самые продаваемые книги в жанре нон-фикшен в 2022 году От Лабковского до Ильяхова: самые продаваемые книги в жанре нон-фикшен в 2022 году

Список самых продаваемых книг в категории нон-фикшен за 2022 год

Forbes
(Не)придуманные истории (Не)придуманные истории

Почему сейчас самое время обратить внимание на произведения в жанре автофикшн

Seasons of life
8 фэшн-правил, которые нужно нарушить, чтобы быть по-настоящему модной: мнение стилиста 8 фэшн-правил, которые нужно нарушить, чтобы быть по-настоящему модной: мнение стилиста

Развенчаем самые главные стереотипы об одежде

VOICE
Плевое дело! Плевое дело!

Как лечить ячмень и что делать, чтобы проблема не повторялась

Лиза
10 серий за 1 день: что такое бинжвотчинг и почему он может быть опасен 10 серий за 1 день: что такое бинжвотчинг и почему он может быть опасен

В чем суть бинжвотчинга и как он сказывается на нашем ментальном здоровье?

Psychologies
Не «Уэнсдей» единой: что посмотреть с Дженной Ортегой Не «Уэнсдей» единой: что посмотреть с Дженной Ортегой

Что еще можно посмотреть с юной мисс Аддамс.

Правила жизни
Пойми меня, если сможешь Пойми меня, если сможешь

Почему мы говорим на одном языке, но часто не понимаем друг друга?

Grazia
Тихое искусство негромких обстоятельств Тихое искусство негромких обстоятельств

Почему мы по-разному смотрим на европейских и советских тихих модернистов

Weekend
Открыть в приложении