Биотехнологи из Технологического университета Делфта встроили гены человеческих мышц в ДНК пекарских дрожжей. Это первый случай, когда исследователям удалось успешно включить такой большой и жизненно важный фрагмент генома человека в дрожжевую клетку.
Ученые пересадили дрожжам гены человека. На этой химере можно испытывать лекарства от рака
Ученые из Технологического университета Делфта пересадили в дрожжевую ДНК целый фрагмент ДНК человека. Эта группа генов отвечает за метаболизм в мышцах человека. Получившая химера нужна в первую очередь для проверки действия лекарственных препаратов на работу отдельных генов. Работу генов и воздействие лекарств можно ясно увидеть на модельном организме, который несравнимо проще, чем организм человека.
Ученые взяли человеческую ДНК (красная), кодирующую основные функции мышечных клеток, и вставили ее в ДНК (хромосомы фиолетового цвета) дрожжевой клетки (желтый цвет). Гуманизированные дрожжи можно использовать как инструмент для исследований, например, при скрининге лекарств и исследованиях рака. Ella Maru Studio / Pascale Daran-Lapujade
Дрожжи тоже помогают человеку искать лекарство против рака
Функция, которую ученые добавили дрожжевым клеткам, управляется группой из 10 генов, без которых люди не могут выжить; эти гены содержат план так называемого метаболического пути — процесса, который расщепляет сахар для захвата энергии и создания клеточных строительных блоков внутри мышечных клеток. Этот процесс играет важнейшую роль во многих заболеваниях, в том числе онкологических, а это означает, что модифицированные дрожжи могут служить инструментом в медицинских исследованиях.
«Теперь, когда мы понимаем весь процесс, ученые-медики могут использовать эту модель гуманизированных дрожжей в качестве инструмента для скрининга лекарств и исследования рака», — говорят генетики.
Люди и дрожжи очень похожи
Схема пересадки генов человека дрожжам
По словам ведущего автора статьи Паскаль Даран-Лапухаде, между дрожжами и человеком много общего: «Это кажется странным, поскольку дрожжи — простые одноклеточные организмы, а человек - крайне сложная система, но клетки действуют очень похожим образом».
Поскольку исследователи могут избавиться от всех других взаимодействий, которые есть в организме человека, дрожжи обеспечивают чистую модельную среду, в которой можно изучать только один процесс.
«По сравнению с человеческими клетками и дрожжи — очень удобный организм из-за простоты выращивания и генетической доступности: их ДНК можно легко модифицировать для решения фундаментальных вопросов», говорит Паскаль Даран-Лапухаде.
Важным достижением является то, что удалось пересадить не отдельный ген (или даже гены), но целый кластер, который реализует сложную функцию человеческого организма. И этот кластер стал работать у дрожжей так же, как он работает у человека.
Этот процесс представляет собой только небольшую часть человеческого метаболизма, есть еще много процессов очень похожих у дрожжей и клеток человека, которые можно было бы изучить на гуманизированных дрожжах. «Это только отправная точка, — говорит Паскаль Даран-Лапухаде, — мы можем еще больше очеловечить дрожжи и шаг за шагом создать более сложную человекоподобную среду в дрожжах».