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

Био-механизм Био-механизм

Пауки, пожалуй, самые высокотехнологичные существа на планете

Вокруг света
Взгляд назад. 53 года Chevrolet Blazer Взгляд назад. 53 года Chevrolet Blazer

Chevrolet Blazer прошёл путь от внедорожника до электрического кроссовера

4x4 Club
Часы вместо компаса Часы вместо компаса

Показываемое часами время связано с положением Солнца

Наука и жизнь
Такие разные Маргариты Такие разные Маргариты

Какой была королева Маргарита у творцов разных эпох?

Дилетант
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
«Кто-то должен быть здесь»: Женя Беркович о цензуре в театре и решении остаться «Кто-то должен быть здесь»: Женя Беркович о цензуре в театре и решении остаться

Театральная режиссерка Женя Беркович — о работе в театре и удочерении

Forbes
Гены, бактерии и… эволюция Гены, бактерии и… эволюция

Интервью с Петром Сергиевым об исследовании генов

Наука и жизнь
20 тревожных симптомов, что из ваших отношений уходит любовь 20 тревожных симптомов, что из ваших отношений уходит любовь

Проверьте не исчезает ли из ваших отношений то, что когда-то вас связало

Psychologies
Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре Вселенная, пульсирующая в чёрной дыре

Происхождение Вселенной всегда волновало людей

Наука и жизнь
«Без хорошего внутреннего продукта мы не сможем развиваться» «Без хорошего внутреннего продукта мы не сможем развиваться»

Как ставки на спорт сейчас помогают поддерживать российских спортсменов

Деньги
Чистое золото Чистое золото

В компании «Полиметалл» добывают золото без вреда для природы

ТехИнсайдер
Владимир Слипенькин — о том, как сегодня развиваются предприятия в Московской области Владимир Слипенькин — о том, как сегодня развиваются предприятия в Московской области

О новом витке развития инфраструктуры и производств

СНОБ
Цербер Святой Елены Цербер Святой Елены

Кем был генерал Хадсон Лоу?

Дилетант
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
Успеть за 15 секунд Успеть за 15 секунд

Людям надоело притворяться – в TikTok они остаются собой

Популярная механика
Помогает ли вера стать счастливее: мнения агностика, иудея и христианки Помогает ли вера стать счастливее: мнения агностика, иудея и христианки

Наши герои — о том, почему без своих убеждений не мыслят своей жизни

Psychologies
Улыбайся смелее! Улыбайся смелее!

Развенчиваем 10 живучих мифов об имплантации зубов

Лиза
Денис Конанчук: «Лидерам сегодня не у кого подсмотреть готовые решения» Денис Конанчук: «Лидерам сегодня не у кого подсмотреть готовые решения»

Нынешний кризис существенно отличается от предыдущих

РБК
Случай тройного восстановления Случай тройного восстановления

Почему во МХАТе снова ставят спектакль 1940 года

Weekend
Режиссер Александр Прошкин. Счастливый случай Режиссер Александр Прошкин. Счастливый случай

Режиссер Александр Прошкин — о творческом пути и о работе над своими фильмами

Коллекция. Караван историй
4 ошибки в питании, из-за которых вы теряете энергию 4 ошибки в питании, из-за которых вы теряете энергию

Какие ошибки в питании стоят вам энергии?

Psychologies
Тест Omoda C5: китайцы взломали код Тест Omoda C5: китайцы взломали код

Omoda C5: несмотря на мелкие недочеты, модель показывает класс

Maxim
Действуй, сестра: как четыре дагестанки сбежали от домашнего насилия Действуй, сестра: как четыре дагестанки сбежали от домашнего насилия

Почему кавказские женщины покидают свои дома?

Forbes
Грядки растут вверх Грядки растут вверх

Вертикальные фермы расширяют экспансию в регионы

Агроинвестор
Как принимать решения в стрессовой ситуации: 3 подсказки Как принимать решения в стрессовой ситуации: 3 подсказки

Как научиться делать выбор в стрессовых ситуациях?

Psychologies
Как Марта Геллхорн стала военкором и отказывалась жить в тени Эрнеста Хемингуэя Как Марта Геллхорн стала военкором и отказывалась жить в тени Эрнеста Хемингуэя

Марта Геллхорн — одна из первых женщин, которая освещала военные конфликты

Forbes
Коучинг и психотерапия: 5 основных различий Коучинг и психотерапия: 5 основных различий

В каких ситуациях будет полезнее психотерапия, а в каких — коучинг?

Psychologies
Свидания после развода: 4 главных правила — узнайте, как построить новые отношения Свидания после развода: 4 главных правила — узнайте, как построить новые отношения

Как найти силы снова отправиться на поиск подходящего партнера?

Psychologies
Одна и дети. Как вырастить детей и воспитать себя Одна и дети. Как вырастить детей и воспитать себя

Отрывок из книги Полины Санаева: «Как вырастить детей и воспитать себя»

СНОБ
В обстановке модерна В обстановке модерна

Как визуально раздвинуть границы статусной квартиры?

Идеи Вашего Дома
Открыть в приложении