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

Новое начало Новое начало

Если вы хотите начать долгосрочные изменения, попробуйте простую практику

Yoga Journal
Вначале было слово Вначале было слово

Ася Штейн — о том, чему мы можем поучиться у древних греков

Seasons of life
Улучшаем аппетит баррамунди Улучшаем аппетит баррамунди

Баррамунди — одна из наиболее ценных рыб, культивируемых в Юго-Восточной Азии

Наука и жизнь
Российские «Бонни и Клайд»: история двух бездомных, которые сначала убивали гадалок, а потом — всех подряд Российские «Бонни и Клайд»: история двух бездомных, которые сначала убивали гадалок, а потом — всех подряд

Они ни капельки не раскаивались в совершенных преступлениях

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
Амосова Амосова

Коллекционер Анна Амосова показывает, как сделать арт плюс фэшн в интерьере

Собака.ru
Гены, бактерии и… эволюция Гены, бактерии и… эволюция

Интервью с Петром Сергиевым об исследовании генов

Наука и жизнь
Одна вокруг света: каменные «шерстяные мешки» и бразильские ковбои Одна вокруг света: каменные «шерстяные мешки» и бразильские ковбои

196-я серия о кругосветном путешествии москвички Ирины Сидоренко: штат Пиауи

Forbes
Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре

Происхождение Вселенной всегда волновало людей

Наука и жизнь
Анатомия робособаки Анатомия робособаки

Выверенная анатомия Spot — продукт не слепой эволюции, а грамотной инженерии

ТехИнсайдер
Мы — дети голубой галактики Мы — дети голубой галактики

Ольга Сильченко: галактиками я занимаюсь всю жизнь, начиная с третьего курса

Наука и жизнь
Смена декораций Смена декораций

Новогоднее настроение приходит тогда, когда мы начинаем украшать дом

Лиза
Плутон. В долине гранатовых «льдов» Плутон. В долине гранатовых «льдов»

Что могли бы увидеть земляне, оказавшись посреди гладких льдов Плутона?

Наука и жизнь
Инфаркт здорового человека Инфаркт здорового человека

Как инфаркт настигает физкультурников и что делать, чтобы защитить свое сердце

Men Today
Реформа армии Реформа армии

Петр I провел радикальную реформу армии по европейскому образцу

Дилетант
Что будет, если перестать мыть ноги Что будет, если перестать мыть ноги

Нужно ли мыть ноги каждый день?

ТехИнсайдер
Герман Садулаев: «У нас все получится». Рассказ из сборника «Мечты сбываются/Think big!» Герман Садулаев: «У нас все получится». Рассказ из сборника «Мечты сбываются/Think big!»

Отрывок из проекта, который объединил как известных писателей, так и начинающих

СНОБ
Тут главное – не переборщить Тут главное – не переборщить

9 полезных советов, как подготовиться к застолью

Лиза
13 самых глупых ошибок при употреблении алкоголя 13 самых глупых ошибок при употреблении алкоголя

Как пить ответственно

Maxim
Прекрасные и опасные: главные женщины Гая Ричи Прекрасные и опасные: главные женщины Гая Ричи

Холодные и притягательные — женщины фильмов Гая Ричи

VOICE
Новый игрок крипторынка: повторит ли хедж-фонд российских мигрантов судьбу FTX Новый игрок крипторынка: повторит ли хедж-фонд российских мигрантов судьбу FTX

Wintermute стала одним из лидирующих маркетмейкеров в мире криптоактивов

Forbes
Абашова Абашова

Прима-балерина Мария Абашова триумфально вернулась на сцену родного театра

Собака.ru
Почему советские женщины не снимали зимние шапки в помещениях: 5 причин странной привычки Почему советские женщины не снимали зимние шапки в помещениях: 5 причин странной привычки

Почему женщины в СССР так берегли меховые шапки?

ТехИнсайдер
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
Зинаида Кириенко: Зинаида Кириенко:

Москва приняла меня со второго раза

Коллекция. Караван историй
Последний в своем роде Последний в своем роде

Bugatti прощается с эпохой 16-цилиндровых моторов

Автопилот
7 лайфхаков, как сушить одежду дома 7 лайфхаков, как сушить одежду дома

Нюансы и лайфхаки, как высушить одежду быстрее

ТехИнсайдер
Помогает ли организму витамин С в борьбе против простуды? Помогает ли организму витамин С в борьбе против простуды?

Разбираемся, что стоит за теорией о пользе огромных доз витамина С

ТехИнсайдер
Гром среди ясного неба Гром среди ясного неба

В холодный день мы предлагаем вам погреться в лучах славы Тихона Жизневского

Men Today
От Дашковой до Ковалевской: как женщины преподавали и занимались наукой От Дашковой до Ковалевской: как женщины преподавали и занимались наукой

Историк науки Ольга Валькова — как были связаны научная карьера и брак

Forbes
Открыть в приложении