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
Побеждать как Геракл: как читать мифы с пользой для психики Побеждать как Геракл: как читать мифы с пользой для психики

Древние мифы писались не для детей

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

Интервью с Петром Сергиевым об исследовании генов

Наука и жизнь
«Независимость — бессознательный выбор»: диалог психоаналитиков о женском одиночестве «Независимость — бессознательный выбор»: диалог психоаналитиков о женском одиночестве

Почему женщины на самом деле одиноки?

Psychologies
Где лечиться? Где лечиться?

В какую поликлинику идти – государственную или частную

Домашний Очаг
«Мы прошли сквозь огонь и воду, чтобы не нарушить санкций». Основатель World Chess Илья Мерензон о том, как выйти на Лондонскую биржу в разгар кризиса и привлечь в инвесторы (самого) Юрия Мильнера «Мы прошли сквозь огонь и воду, чтобы не нарушить санкций». Основатель World Chess Илья Мерензон о том, как выйти на Лондонскую биржу в разгар кризиса и привлечь в инвесторы (самого) Юрия Мильнера

Основатель World Chess — о том, как выйти на Лондонскую биржу в разгар кризиса

Inc.
Вон из России! Вон из России!

Осенью 1922-го от причалов отходили не только корабли с белогвардейцами

Дилетант
Инженеры Toyota используют накладные ногти и наколенники, чтобы улучшить эргономику интерьера Инженеры Toyota используют накладные ногти и наколенники, чтобы улучшить эргономику интерьера

Процесс создания интерьера гораздо сложнее, чем вы думаете

4x4 Club
Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре

Происхождение Вселенной всегда волновало людей

Наука и жизнь
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
Как построить коллайдер на Луне (и зачем) Как построить коллайдер на Луне (и зачем)

Сооружение невиданных масштабов – ускоритель частиц, змеей обвивающий Луну

Популярная механика
Молекулы скорости: во Франции прошли гонки суперкаров размером в несколько нанометров Молекулы скорости: во Франции прошли гонки суперкаров размером в несколько нанометров

Участники гонки оставались на трассе 24 часа, преодолев до тысячи... нанометров

ТехИнсайдер
Спорная экспертиза Спорная экспертиза

Самоубийство Елизаветы Черемновой, потрясшее всю Российскую империю

Дилетант
Дресс-код 50+. Идеальное платье для офиса Дресс-код 50+. Идеальное платье для офиса

Подготовили для тебя подборку, которая облегчит утренние сборы на работу

Лиза
Клён? Нет, ликвидамбар Клён? Нет, ликвидамбар

Осенью особенно интересно путешествовать по старинным усадебным паркам

Наука и жизнь
Воронка вины: как формируется созависимость с алкоголиком Воронка вины: как формируется созависимость с алкоголиком

Почему зависимые люди «срываются» и возвращаются к алкоголю?

Psychologies
Почему вас укачивает в машине при чтении? Простое объяснение Почему вас укачивает в машине при чтении? Простое объяснение

Почему нас укачивает и что с этим можно сделать?

ТехИнсайдер
Как создавалось золотое бикини принцессы Леи — один из самых знаменитых костюмов в кино Как создавалось золотое бикини принцессы Леи — один из самых знаменитых костюмов в кино

Как появился образ принцессы Леи в бикини и из чего оно было сделано

Правила жизни
Герой нашего премиума Герой нашего премиума

Есть автомобили-символы, которые показывают, кто мы и где находимся

Автопилот
Как с помощью архетипа узнать свою суперсилу и найти идеальную работу Как с помощью архетипа узнать свою суперсилу и найти идеальную работу

Что отличает архетипы друг от друга и какая деятельность подойдет каждому из них

Psychologies
Муравьи питаются молочком, которое дают муравьиные куколки Муравьи питаются молочком, которое дают муравьиные куколки

Куколки играют важную роль в жизни муравейника. Они дают молоко

ТехИнсайдер
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
«Моисей своего народа»: пять женщин, которые защищали жертв ксенофобии и расизма «Моисей своего народа»: пять женщин, которые защищали жертв ксенофобии и расизма

Женщины, которые боролись с ксенофобией и расизмом

Forbes
Застолье в стиле лайт Застолье в стиле лайт

Как оградить себя от переедания и не набрать лишние килограммы за праздники?

Лиза
Аборты и неравенство зарплат: о чем писала первая французская журналистка Северин Аборты и неравенство зарплат: о чем писала первая французская журналистка Северин

Северин стала ролевой моделью для многих эмансипированных женщин

Forbes
Свиной грипп: что важно и нужно знать каждому Свиной грипп: что важно и нужно знать каждому

Что такое свиной грипп и как он протекает?

Psychologies
Отрывок из романа Томаса Майера «Удивительное путешествие Волькенбруха в объятия шиксы» Отрывок из романа Томаса Майера «Удивительное путешествие Волькенбруха в объятия шиксы»

Отрывок из ироничного романа о культурных противоречиях Томаса Майера

СНОБ
Невероятные факты об утконосах. Вы поразитесь! Невероятные факты об утконосах. Вы поразитесь!

Утконосы не только причудливо выглядят, но и живут не самую очевидную жизнь

ТехИнсайдер
Нормальная родня: как кино учит нас здоровым отношениям Нормальная родня: как кино учит нас здоровым отношениям

Как сценаристы и режиссеры по-новому показывают родственные связи

Forbes
6 признаков грядущего развода: проверьте ваши отношения 6 признаков грядущего развода: проверьте ваши отношения

Как правильно поговорить с партнером и расставить все точки над i?

Psychologies
Открыть в приложении