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

О чём пишут научно-популярные журналы мира О чём пишут научно-популярные журналы мира

Более половины генерируемых сейчас цифровых данных никому не нужны

Наука и жизнь
Как компьютеры научились переводить: от «языкового ковчега» до «электронного мозга» Как компьютеры научились переводить: от «языкового ковчега» до «электронного мозга»

Как зародился машинный перевод?

TechInsider
«Слишком много шума» «Слишком много шума»

Лев Ландау выделялся глубоким пониманием всех разделов физической науки

Наука
Когда можно бросить начатое: 5 ситуаций — мнение психотерапевта Когда можно бросить начатое: 5 ситуаций — мнение психотерапевта

Пять примеров, когда бросить начатое не только возможно, но и необходимо

Psychologies
Кто убил канарейку Кто убил канарейку

Развитые страны в ловушке, из которой нет выхода, кроме разгона инфляции

Эксперт
Не вчера родился: что такое промывание мозгов и скрытое предубеждение Не вчера родился: что такое промывание мозгов и скрытое предубеждение

Глава из книги «Не вчера родился: наука о том, кому мы доверяем и во что верим»

Forbes
Долг Германии за Первую мировую войну был настолько большим, что на его погашение ушло 92 года Долг Германии за Первую мировую войну был настолько большим, что на его погашение ушло 92 года

Как Германия выплачивала свои долги после Первой мировой войны?

TechInsider
Знакомьтесь, ёлка! Знакомьтесь, ёлка!

Когда родилась ёлочка и что с ней происходило в России на рубеже XIX и XX веков?

Новый Очаг
Центральный федеральный округ Центральный федеральный округ

Центральный округ лидирует в первую очередь — по обороту

Правила жизни
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
Отрывок из сборника мистических историй «Однажды темной зимней ночью...» Отрывок из сборника мистических историй «Однажды темной зимней ночью...»

Отрывок из сборника историй, вдохновленных Диккенсом и Джеймсом

СНОБ
Отрывок из книги Герта Нюгордсхауга «Зоопарк доктора Менгеле» Отрывок из книги Герта Нюгордсхауга «Зоопарк доктора Менгеле»

Отрывок из экологического триллера «Зоопарк доктора Менгеле»

СНОБ
«Американская готика» — шедевр американского искусства, вызвавший в 1930-х волну критики. Почему ее возненавидели? «Американская готика» — шедевр американского искусства, вызвавший в 1930-х волну критики. Почему ее возненавидели?

Почему «Американская готика» вызвала настоящий скандал?

Правила жизни
Как это произошло?! 10 страшных фотографий, сделанных за несколько минут до смерти Как это произошло?! 10 страшных фотографий, сделанных за несколько минут до смерти

Эти снимки подтверждают, что наша жизнь слишком непредсказуема

TechInsider
Оглушительный эффект! Оглушительный эффект!

Если не контролировать ситуацию с музыкой, можно серьёзно себе навредить

Здоровье
«Лучше бы я это не читал...»: 10 ужасающих фактов, от которых вам станет не по себе «Лучше бы я это не читал...»: 10 ужасающих фактов, от которых вам станет не по себе

В нашей жизни множество тайн и загадок, о которых порой нам лучше не знать

TechInsider
6 признаков того, что наши трудности в карьере и бизнесе связаны с детской историей 6 признаков того, что наши трудности в карьере и бизнесе связаны с детской историей

Как понять, какие темы стоит проработать для достижения успеха в карьере

Psychologies
Сколько лет в среднем живут собаки, и что влияет на продолжительность их жизни Сколько лет в среднем живут собаки, и что влияет на продолжительность их жизни

Сколько живут лучшие друзья человека, как порода влияет на долготу их жизни

TechInsider
Спорт, алкоголь и секс: 15 видов скрытого саморазрушения — необычные признания Спорт, алкоголь и секс: 15 видов скрытого саморазрушения — необычные признания

Обычные люди рассказывают о незаметном саморазрушительном поведении

Psychologies
«Это просто я» «Это просто я»

Как наука объясняет наши странности и привычки

N+1
Приседания: элементарно и эффективно. Неожиданная польза простого упражнения Приседания: элементарно и эффективно. Неожиданная польза простого упражнения

Мало кто знает, насколько приседания полезны для организма и здоровья

Лиза
Театр мимики и жеста Театр мимики и жеста

Что важнее – мимика или слова и как понять язык тела?

Grazia
Почему атлеты пьют много протеиновых коктейлей: не вредно ли это? Почему атлеты пьют много протеиновых коктейлей: не вредно ли это?

Протеин — просто белок, и которого много пользы при правильном употреблении

TechInsider
Основательницы бренда 4FORMS — о моде plus size и принятии себя Основательницы бренда 4FORMS — о моде plus size и принятии себя

Как создается мода plus-size в России?

РБК
«Выходили на улицу и орали во всё горло»: айтишники о том, что помогло им не потерять себя в 2022 году «Выходили на улицу и орали во всё горло»: айтишники о том, что помогло им не потерять себя в 2022 году

О полезных для души и тела практиках, чтобы не сойти с ума

VC.RU
«Я похудела на 4 кг. Муж доволен!»: Мария Кравченко рассказала, как съемки в сериале сказались на ее личной жизни «Я похудела на 4 кг. Муж доволен!»: Мария Кравченко рассказала, как съемки в сериале сказались на ее личной жизни

Мария Кравченко – о своей роли хозяйки веганского кафе

VOICE
5 таинственных книг, которые ученые не могут расшифровать. Что это: мистика или шутки предков? 5 таинственных книг, которые ученые не могут расшифровать. Что это: мистика или шутки предков?

Некоторые летописи и книги до сих пор не расшифрованы

TechInsider
Огуречная трава: все о пользе этого сорняка Огуречная трава: все о пользе этого сорняка

Чем полезна огуречная трава и чем вредна, кому и как ее можно использовать

VOICE
Новые имена славянского фэнтези, которые стоит знать не только поклонникам жанра Новые имена славянского фэнтези, которые стоит знать не только поклонникам жанра

Пять фэнтези циклов, которые прогремели в последние годы

Maxim
3 причины, по которым искусственный интеллект (пока) не заменит живых художников 3 причины, по которым искусственный интеллект (пока) не заменит живых художников

Почему ИИ не может выиграть конкуренцию с человеком в творчестве?

Inc.
Открыть в приложении