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
Дыхание праздника Дыхание праздника

«Предчувствие Нового года витает в воздухе» – это не просто изящные слова

Лиза
Вон из России! Вон из России!

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

Дилетант
Кто живет в вашей комнате Кто живет в вашей комнате

Как устроен круг общения человека

СНОБ
Гены, бактерии и… эволюция Гены, бактерии и… эволюция

Интервью с Петром Сергиевым об исследовании генов

Наука и жизнь
Целлюлит, прощай! Идеальная программа для гладких ног без «апельсиновой корки» Целлюлит, прощай! Идеальная программа для гладких ног без «апельсиновой корки»

Хочешь уменьшить количество целлюлита и сделать его более незаметным?

VOICE
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
У зла нет возраста: за что советская власть приговорила подростков к смертной казни У зла нет возраста: за что советская власть приговорила подростков к смертной казни

Подростки, казненные в Советском союзе

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

Происхождение Вселенной всегда волновало людей

Наука и жизнь
Колода джокеров и сорок сценариев будущего Колода джокеров и сорок сценариев будущего

Прогнозист Александр Чулок — о том, по какому пути может пойти развитие общества

РБК
Дополненная реальность Дополненная реальность

Художник Жак Луи Давид подчинил воле императора пространство, время и реальность

Вокруг света
Как установить приложение на Android, если его нет в магазине? Как установить приложение на Android, если его нет в магазине?

Два рабочих варианта добавления отсутствующего во встроенном магазине софта

ТехИнсайдер
Камень на камень Камень на камень

Фантазия природы богата так, как человеку и не снилось

Вокруг света
Главная новогодняя закуска: как выбрать качественную и вкусную красную икру Главная новогодняя закуска: как выбрать качественную и вкусную красную икру

Как выбрать красную икру, не купить подделку и определить хорошую икру по банке

ТехИнсайдер
«Уэбб»: получены первые снимки «Уэбб»: получены первые снимки

Первые глубокие и чёткие снимки «Уэбба»

Наука и жизнь
Санта-Киллер: история старика, убивавшего женщин, которых не радовало Рождество Санта-Киллер: история старика, убивавшего женщин, которых не радовало Рождество

Благообразный старичок искренне верил, что делает мир лучше

VOICE
Невидимое преступление: что делать, если вы стали жертвой сталкинга Невидимое преступление: что делать, если вы стали жертвой сталкинга

Можно ли защитить себя от сталкера?

Forbes
«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.
С иголочки! С иголочки!

Что за Новый Год без зеленой елки? Мы знаем, как выбирать и наряжать ее

Лиза
Последствия операций, которые удивят любого! Короткие и реальные истории Последствия операций, которые удивят любого! Короткие и реальные истории

Удивительные истории, о которых ежедневно сообщают медики

ТехИнсайдер
Баку пятого уровня Баку пятого уровня

Вы бывали в Баку?

Robb Report
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
«Свобода жутко энергозатратна»: Александра Маринина о темных временах и новом романе «Свобода жутко энергозатратна»: Александра Маринина о темных временах и новом романе

Александра Маринина — о том, как современные детективы раздвигают жанровые рамки

Forbes
Выпечка: сочетания без правил Выпечка: сочетания без правил

Сладкая выпечка — это история, понятная для всех

Bones
Как улучшить психическое здоровье? Нужно переехать в особую местность: ответ ученых Как улучшить психическое здоровье? Нужно переехать в особую местность: ответ ученых

Что поможет человеку улучшить его душевное состояние?

ТехИнсайдер
Зачем рыбы летают: странное поведение животных Зачем рыбы летают: странное поведение животных

Летать дано не всем: птицам, летучим мышам и… рыбам!

ТехИнсайдер
Георгий Жженов: Георгий Жженов:

Об актере Георгии Жженове рассказывает его дочь Марина Жженова

Коллекция. Караван историй
Неизвестный предок «калаша»: а вы слышали про автомат Фёдорова? Неизвестный предок «калаша»: а вы слышали про автомат Фёдорова?

Почему армия отказалась от перспективной модели автомата и как она создавалась

ТехИнсайдер
Как не впасть в зависимость от смартфона: установите для себя разумные ограничения Как не впасть в зависимость от смартфона: установите для себя разумные ограничения

Как не превратить смартфон в источник лишнего стресса?

Psychologies
Проституция в прошлом и в XXI веке: взаимовыгодное предприятие или насилие? Проституция в прошлом и в XXI веке: взаимовыгодное предприятие или насилие?

Отрывок из книги «Темная сторона сексуальной революции»

Psychologies
Открыть в приложении