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

Во глубину сибирских руд Во глубину сибирских руд

По следам декабристов на каторгу в Сибирь

Вокруг света
Сумасшедший и иконописец? Удивительные факты о Михаиле Врубеле Сумасшедший и иконописец? Удивительные факты о Михаиле Врубеле

Жизнь Михаила Врубеля: неудачное лечение в психбольнице и другие проблемы

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

Происхождение Вселенной всегда волновало людей

Наука и жизнь
Смартфоны с 200-Мп камерами против 100 Мп: стоит ли переплачивать? Смартфоны с 200-Мп камерами против 100 Мп: стоит ли переплачивать?

Стоит ли переплачивать за смартфоны с 200-Мп камерами?

CHIP
Вон из России! Вон из России!

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

Дилетант
Целыми днями работаете за компьютером? 8 способов снять усталость и напряжение с глаз Целыми днями работаете за компьютером? 8 способов снять усталость и напряжение с глаз

Как помочь своим глазам пережить рабочий день?

Inc.
Где лечиться? Где лечиться?

В какую поликлинику идти – государственную или частную

Домашний Очаг
Как уехать от проблем Как уехать от проблем

ТОП-10 автомобильных фильмов 2022 года

Автопилот
Гены, бактерии и… эволюция Гены, бактерии и… эволюция

Интервью с Петром Сергиевым об исследовании генов

Наука и жизнь
Знакомьтесь, Liili — восходящая поп-звезда из Казахстана, которую вы точно знаете по вирусному треку Hot Знакомьтесь, Liili — восходящая поп-звезда из Казахстана, которую вы точно знаете по вирусному треку Hot

Интервью с певицей Liili — о треке Hot, вирусной популярности и TikTok

Правила жизни
Предатели Предатели

В истории каждого народа есть не только свои герои, но и антигерои

Дилетант
Звуковая диагностика Звуковая диагностика

В «Норникеле» научились определять неполадки на слух

ТехИнсайдер
Дальше ехать некуда Дальше ехать некуда

На противоположной стороне планеты живут 45 человек и птица уэка

Вокруг света
Иллюзия или реальность: почему на кладбище ночью светят могилы? Иллюзия или реальность: почему на кладбище ночью светят могилы?

Свет над могилами — души умерших?

ТехИнсайдер
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
Детство на тарелке Детство на тарелке

«Советскую» тему художница начала случайно, и больше для себя

Новый очаг
Пример бесстрашия: как журналистка Дороти Томпсон взяла интервью у Гитлера Пример бесстрашия: как журналистка Дороти Томпсон взяла интервью у Гитлера

История журналистки Дороти Томпсон — причем выдержки и бесстрашия

Forbes
Избегайте этих 5 пассивно-агрессивных фраз, которые больше всего раздражают людей Избегайте этих 5 пассивно-агрессивных фраз, которые больше всего раздражают людей

Человек далеко не всегда выражает пассивную агрессию намерено

Inc.
«Доброе утро, монстр!»: истории об абьюзе и предательсве из кабинета психотерапевта «Доброе утро, монстр!»: истории об абьюзе и предательсве из кабинета психотерапевта

Отрывок из книги Кэтрин Гилдин «Доброе утро, монстр!»

Forbes
За версту видно За версту видно

Откуда мы знаем, что рак — это рак

N+1
Креветки Креветки

Креветки: нежный вкус и низкое содержание жиров

Здоровье
На старте На старте

История несостоявшейся защиты первой диссертации Альберта Эйнштейна

Наука и жизнь
Как измерить душу, травму и стресс: все о доказательной психотерапии Как измерить душу, травму и стресс: все о доказательной психотерапии

Как выбрать психотерапевта и не обмануться в нем?

Psychologies
Какой была культурная жизнь блокадного Ленинграда. Отрывок из книги Какой была культурная жизнь блокадного Ленинграда. Отрывок из книги

Отрывок из книги «Повседневная жизнь блокадного Ленинграда»

СНОБ
Бананология Бананология

Физика, химия, генетика и математика на примере банана

ТехИнсайдер
Пойми меня, если сможешь Пойми меня, если сможешь

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

Grazia
Как появился компьютерный интерфейс: прорыв легендарного американского изобретателя Как появился компьютерный интерфейс: прорыв легендарного американского изобретателя

Как случилась «мать всех презентаций»

ТехИнсайдер
Продолжение истории о семейных скелетах: визит в провинцию Продолжение истории о семейных скелетах: визит в провинцию

Что делать, если семейные секреты мешают отношениям с детьми

СНОБ
Нижегородский фрукт: как сеть «Авокадо» вышла на 100 млрд выручки Нижегородский фрукт: как сеть «Авокадо» вышла на 100 млрд выручки

Сеть магазинов «Авокадо» стала одной из самых востребованных франшиз

Forbes
Таинственная жизнь половинчатой женщины: она выступала в цирке и прожила успешную жизнь Таинственная жизнь половинчатой женщины: она выступала в цирке и прожила успешную жизнь

Габриэль не отказалась от всех возможных благ жизни, несмотря на недостаток

ТехИнсайдер
Открыть в приложении