REKLAMA

Drożdże z ludzkim DNA. Posłużą do nowych badań nad rakiem

Naukowcom udało się stworzyć drożdże piekarskie z ludzkim DNA. Projekt ma pomóc w dalszych badaniach medycznych, w tym poszukiwaniu skutecznych terapii nowotworowych.

10.08.2022 13.17
drozdze z ludzkim dna
REKLAMA

Drożdże piekarskie kojarzą się przede wszystkim z wszelkiego rodzaju wypiekami, lecz mało kto zdaje sobie sprawę, jak często wykorzystywane są one w laboratoriach. Dziś zamiast do wypieku kolejnej jagodzianki, naukowcy wykorzystali drożdże jako nośnik ludzkiego genomu. I wbrew pozorom nie jest to szaleństwo, a przełom, który może przyspieszyć pracę nad wieloma lekami.

REKLAMA

Drożdże piekarskie od lat cieszą się popularnością wśród naukowców. Tanie, szybko rosnące, ich materiał genetyczny jest prosty w modyfikacji, a i świat nauki wie o nich praktycznie wszystko. Drożdże to ulubieńcy nie tylko twojej babci, ale i badaczy z Uniwersytetu Technicznego w Delfcie, którym udało się po raz pierwszy w historii stworzyć drożdże z ludzkimi genami. Co prawda eksperyment nie doprowadzi do komercyjnego wypieku super chleba, lecz uczeni już teraz upatrują w drożdżach przyszłości badań nad lekami.

Holenderscy uczeni pod przewodnictwem biotechnolożki Pascale Daran-Lapujade z Uniwersytetu Technicznego w Delfcie po raz pierwszy w historii z powodzeniem wprowadzili do komórek drożdży zespół 25 genów pochodzących z ludzkich mięśni. Swój eksperyment szczegółowo opisali na łamach czasopisma Cell Reports.

Drożdże z... ludzkimi genami? Po co?

Zespół pod przewodnictwem Daran-Lapujade wprowadził do komórek drożdży cechę, za której regulację odpowiada zbiór dziesięciu genów, bez których ludzie nie mogą żyć. Wraz z genami w drożdże wszczepiony został "schemat" szeregu procesów stanowiących szlak metaboliczny, który rozkłada cukier w celu zgromadzenia energii i wytworzenia składników budulcowych w komórkach mięśniowych.

Co ważne, w tym przypadku holenderscy uczeni nie tyle wszczepili w drożdże informacje o ludzką szlaku metabolicznym, aby współistniała z tą z komórek drożdży, a zastąpili pierwotną informację ludzką.

Ponieważ mechanizm ten jest zaangażowany w rozwój wielu schorzeń, w tym raka, zdaniem uczonych zmodyfikowane drożdże mogłyby być wykorzystane w badaniach medycznych.

Teraz, gdy rozumiemy pełny proces, uczeni z dziedziny medycyny mogą wykorzystać ten humanizowany model drożdży jako narzędzie do badań przesiewowych leków i badań nad rakiem.

- mówi Daran-Lapujade.

Według Daran-Lapujade istnieje wiele podobieństw między drożdżami a człowiekiem. Pomimo że drożdże - w przeciwieństwie do niezwykle złożonego ludzkiego organizmu - są organizmami złożonymi z pojedynczych komórek, to zarówno komórki ludzi jak i drożdży działają w bardzo podobny sposób.

A to z kolei pozwala naukowcom na eksperymenty z ludzkimi genami w drożdżach. Ponieważ drożdże usuwają wszystkie inne interakcje, które w normalnych warunkach mogą istnieć w ludzkim organizmie, tworzą one czyste środowisko, w którym naukowcy mogą analizować pojedynczy proces.

W odróżnieniu od ludzkich komórek czy tkanek, drożdże są fantastycznym organizmem ze względu na prostotę hodowli i dostępność genetyczną: ich DNA może być łatwo modyfikowane w celu odpowiedzi na zasadnicze pytania. Wiele kluczowych odkryć, takich jak cykl podziału komórki, zostało wyjaśnionych dzięki drożdżom

- kontynuuje Daran-Lapujade.
 class="wp-image-2292717"
Zespół Daran-Lapujade pobrał ludzkie DNA (na czerwono) kodujące podstawowe funkcje w komórkach mięśniowych i wprowadził je do DNA (chromosomy na fioletowo) komórki drożdży (na żółto), źródło

Nic co drożdżowe nie jest mi obce

Nie jest to pierwszy eksperyment zespołu pod przewodnictwem Daran-Lapujade, który pod lupę bierze możliwości, jakie dają drożdże. W poprzedniej pracy temu samemu zespołowi uczonych udało się zaprojektować sztuczne chromosomy, które działają jak "platforma DNA" do wprowadzania nowych funkcji w drożdże. Było to punktem wyjścia do dalszych badań, w ramach których naukowcy chcieli zobaczyć, jak daleko mogą się posunąć z dodaniem wielu ludzkich genów i całych ścieżek metabolicznych, i czy komórki nadal będą funkcjonować jako jedna, spójna całość. "Uczłowieczenie" drożdży piekarskich, choć z pozoru brzmi zabawnie, było głównym celem naukowców.

Z zaskakującą łatwością doktoranci i współautorzy pierwszego opracowania, Francine Boonekamp i Ewout Knibbe, byli w stanie wyhodować "uczłowieczone" drożdże.

REKLAMA

Nie tylko przeszczepiliśmy ludzkie geny do drożdży, ale również usunęliśmy odpowiednie geny drożdży i całkowicie zastąpiliśmy je genami ludzkich mięśni. Można by pomyśleć, że nie da się wymienić wersji drożdżowej na ludzką, bo to tak specyficzny i ściśle regulowany proces zarówno w komórkach ludzkich, jak i drożdżowych. Ale to działa!

- wyjaśnia Daran-Lapujade.

Ten jeden proces to tylko niewielka część ludzkiego metabolizmu - istnieje wiele innych podobnych procesów zachodzących między drożdżami a komórkami ludzkimi, które mogłyby być badane w drożdżach humanizowanych. Chociaż Daran-Lapujade skupia się na podstawowych i technologicznych aspektach inżynierii drożdży, a zatem nie planuje samodzielnie badać zastosowań humanizowanych drożdży, ma nadzieję na współpracę z innymi naukowcami, którzy są zainteresowani wykorzystaniem tego narzędzia.

REKLAMA
Najnowsze
REKLAMA
REKLAMA
REKLAMA