Биолог Паул Ровлеи открива тајне квасца убица и паметних фунгицида

Љубитељи добре хране и пића свуда ће се изненадити када то науче Саццхаромицес церевисиае - врста квасца која дозвољава укусну ферментацију пронађену у нашим омиљеним групама хране пива, круха и вина - хронично је заражена вирусима. Пуно њих. У ствари, чак и неки истраживачи који су провели своју каријеру проучавајући овај организам нису свјесни ове чињенице, каже Паул Ровлеи, стручњак за квасни вирус и асистент на Универзитету у Идаху.

„У било којој ћелији можете имати до девет различитих врста вируса који инфицирају ћелију“, каже он Инверсе.

То је изненађујуће, али нема се чега бринути. Ваше пиво је сигурно, и квасац није стварно болестан. Тако мало људи обраћа пажњу на ове вирусе, јер у већини случајева не раде толико. За разлику од вируса на које смо навикли, они се не репродукују у ћелији док не пуца и не умре, што им омогућава да пређу на нове хостове. Уместо тога, шире се путем ћелијског секса - када се две хаплоидне ћелије квасца споје као једна. Вируси се добро понашају када њихови домаћини раде добро, тако да карактеристике које би штетиле околини домаћина нису у њиховој еволуцији. Они су супер уобичајене и готово потпуно бенигне сполно преносиве болести квасца у свијету - попут херпеса ако херпес није повремено експлодирао у сврбеж и смртоносног рака.

Ево обрата: под веома специфичним околностима, вируси прелазе из доброћудних до корисних, емитирајући токсине који су безопасни за зараженог домаћина, али смртоносни за неке друге квасце и гљивице, претварајући ћелију домаћина у такозвани „квасац квасца“. ”Рашчишћавањем конкуренције, вирус помаже себи - и самим тим - да успе.

То је бизаран феномен, који још није у потпуности схваћен од стране научника. Али ако бисмо могли да откријемо тајне ових система убица, то би могло да промени свет, каже Ровлеи.

"Ми у суштини" тукујемо "бактерије, заправо, за кратко време, антибиотицима; никада нисмо победили гљивице, "каже Ровлеи" Они су увек били ту, и увек су били прожимајући у нападу наших усева и на живот. Милијарде долара биљака се губе сваке године због или гљивичне инфекције пре жетве, или кварења после жетве."

Полазећи од природних токсина које производе ови квасци убица, могуће је да се развије пеницилин у свету гљивица, само боље. Уместо да бришу све врсте гљивица у окружењу, ови токсини би се теоретски могли осмислити тако да веома специфично циљају организам који узрокује проблеме, а микроорганизме који доприносе здравом екосистему остају неоштећени.

Замислите делотворно и циљано оружје против кромпирске болести, које шири глад у Европи у 19. веку, или кестењасту кугу, која је убила амерички кестен до готово изумирања у 20. веку. Ових дана, гљивичне болести су се прошириле у животињско царство на велики начин, претећи пчелама, слепим мишевима и водоземцима у многим деловима света својим самим постојањем. Посљедице на екосистеме, залихе хране и људско здравље које су резултат тих губитака су огромне.

Сан о паметним фунгицидима против ових претњи могао би се остварити у Ровлеиевом животу, каже он. Али прво, научници морају да ураде ону врсту основних експеримената који ће довести до бољег разумевања како функционишу убице. Сјајна ствар код ових токсина је да су базирани на протеинима, што значи да се сви трикови генетског инжењеринга могу користити за манипулацију и адаптацију - озбиљна предност.

Али постоји дуг пут. Ево како су потребне ограничене околности да би убилачки квасац показао своју убилачку карактеристику. Потребан је квасац који је заражен одређеним вирусом, а онда тај вирус мора бити инфициран одређеним сателитским вирусом. То је сателитски вирус који производи токсин, и без свих ових комада у реду, немате убилачки квасац.

Да би имали убилачки квасац, мораш имати и нешто за убијање. Дати токсин ће радити само на одређеним организмима - понекад чак и унутар исте врсте само одређени сојеви ће бити рањиви на дани систем убиства квасца, а научници још увијек нису сигурни зашто је то, или како рећи осим осјетљивих сојева из нерањив.

Сада, ако имате прави убилачки квасац, и прави циљни квасац, ништа се неће десити ако немате праве услове околине; токсини раде само у уском распону пХ и температуре.

Али, ако добијете све ово право, магија се дешава. Ровлеи то демонстрира студентима и свијету у цјелини тако што покрива петријеву посуду танким слојем соја квасца који је осјетљив на токсин. Поврх тога, он слика на соју квасца убице у, рецимо, класичном икосаедерном облику виралног капсида. Како се култура развија, квасци убица би требали добро и инхибирати раст у оближњим подручјима. Медиј је обојен метиленским плавим и концентрисан је у регионима смрти ћелија, показујући јасну слику потписа убице.

"Волим то", каже Ровлеи. „Често научници немају способност да у лепој графици заиста покажу шта раде. Увек су гелови и безбојне течности, и сличне ствари. Али то је заправо прелепи тест на бази плоче који се може користити за сагледавање интеракције између вируса и домаћина. ”

То је забавна наука, али и једног дана може довести до револуције у начину управљања пољопривредом и окружењем. У будућности, ми људи можда чак пређемо преко своје опсесије стерилизацијом и контролом, и одлучимо да позовемо микробиолошки свет, наоружан добрим алатима против гадних уљеза.

"Гљиве и бактерије, увек ће наћи начине да постану отпорне; то је само чињеница - каже Ровлеи. „Постоји много начина на које гљиве могу постати отпорне на ове токсине. Али питање је, ако разумемо шта су ти механизми, онда можемо и да се боримо против њих. Можемо бити паметни о томе како то радимо."