Biologs Paul Rowley atklāj slepkavas un gudrie fungicīdus

Labas pārtikas un dzērienu cienītāji visur būs pārsteigti, uzzinot to Saccharomyces cerevisiae - rauga suga, kas ļauj baudīt garšīgu fermentāciju mūsu iecienītākajās alus, maizes un vīna ēdienu grupās - ir hroniski inficēta ar vīrusiem. Daudzi. Patiesībā, pat daži pētnieki, kuri ir pavadījuši savu karjeru, pētot šo organismu, nav pamanījuši šo faktu, saka Paul Rowley, rauga vīrusa eksperts un docents ar Idaho universitāti.

“Jebkurā šūnā var būt līdz deviņiem dažāda veida vīrusiem, kas inficē šūnu,” viņš stāsta Apgrieztā.

Tas ir pārsteidzoši, bet nekas nav uztraucies. Jūsu alus ir droša, un raugs nav īsti slims. Tik maz cilvēku pievērš uzmanību šiem vīrusiem, jo ​​vairumā gadījumu viņi to nedara. Atšķirībā no vīrusiem, kas mums ir vairāk pieraduši, viņi neatkārtojas šūnas iekšienē, līdz tas nespiež un nemirst, ļaujot viņiem pāriet uz jauniem saimniekiem. Tā vietā viņi izplatās caur šūnu dzimumu - kad divas haploīdās rauga šūnas sanāk kopā. Vīrusi labi darbojas, ja viņu saimnieki labi dara, tāpēc īpašības, kas kaitētu uzņēmējai videi, nav viņu evolūcijā. Tās ir rauga pasaules superbieži un gandrīz pilnīgi labdabīgi STD, piemēram, herpes, ja herpes nereti neizraisa niezi. un nāvējoši vēzi.

Šeit ir vērpjot: Ļoti specifisku apstākļu dēļ vīrusi pāriet no labvēlīgiem līdz noderīgiem, izstarojot toksīnus, kas ir nekaitīgi inficētajam uzņēmējam, bet nāvējoši dažiem citiem raugiem un sēnītēm, pārvēršot saimniekšūnu tā sauktajā „slepkavas raugā. ”Izspiežot konkurenci, vīruss palīdz pats - un tādējādi pats - gūt panākumus.

Tā ir dīvaina parādība, un zinātnieki to vēl nesaprot. Bet, ja mēs varētu atbrīvot šo slepkavas rauga sistēmu noslēpumus, tas varētu mainīt pasauli, saka Rowley.

„Mēs būtībā„ īslaicīgi ”baktērijas„ antibiotiku ”lietojam; mēs nekad neesam uzvarējuši sēnītes, ”saka Rowley„ Viņi vienmēr ir bijuši tur, un viņi vienmēr ir izplatījušies mūsu kultūraugu un iztikas līdzekļu uzbrukumā. Miljoniem dolāru kultūru katru gadu zaudē vai nu sēnīšu infekcija pirms ražas novākšanas, vai sabojāšanās pēc ražas novākšanas. ”

Sākot no dabīgi sastopamajiem toksīniem, ko ražo šie slepkavas raugi, var būt iespējams attīstīt sēnīšu pasaules penicilīnu tikai labāk. Tā vietā, lai iznīcinātu visu veidu sēnītes vidē, šie toksīni teorētiski varētu būt konstruēti tā, lai ļoti specifiski mērķētu organismu, kas izraisa problēmas, vienlaikus atstājot mikrobus, kas veicina veselīgu ekosistēmu.

Iedomājieties efektīvus un mērķtiecīgus ieročus pret kartupeļu plīsumiem, kas 19. gs. Izplatīja badu Eiropā vai kastaņbrūnu, kas nogalināja amerikāņu kastaņu koku līdz gandrīz izzušanai 20. gadsimtā. Šajās dienās sēnīšu slimība ir plaši izplatījusies dzīvnieku valstībā, apdraudot bites, sikspārņus un abiniekus daudzās pasaules daļās ar savu eksistenci. Šo zaudējumu radītās sekas uz ekosistēmām, pārtikas piegādēm un cilvēku veselību ir milzīgas.

Viņš saka, ka sapnis par gudriem fungicīdiem, kas vērsti pret šiem draudiem, ir sasniedzams Rowley dzīves laikā. Bet vispirms zinātniekiem ir jādara tādi pamata eksperimenti, kas ļaus labāk izprast, kā darbojas slepkavas raugi. Brīnišķīga lieta par šiem toksīniem ir tā, ka tie ir proteīnu bāzes, kas nozīmē, ka visus ģenētiskās inženierijas trikus var izmantot, lai tos manipulētu un pielāgotu - nopietna priekšrocība.

Bet ir garš ceļš. Lūk, cik šaurs apstākļu kopums ir nepieciešams, lai iegūtu slepkavas raugu, lai parādītu savu slepkava. Tas aizņem raugu, kas ir inficēts ar noteiktu vīrusu, un tad šim vīrusam jābūt inficētam ar noteiktu satelīta vīrusu. Tas ir satelīta vīruss, kas ražo toksīnu, un bez visiem šiem gabaliem, jums nav slepkavas rauga.

Lai iegūtu slepkavas raugu, jums ir arī jānogalina. Dotais toksīns darbosies tikai ar konkrētiem organismiem - dažreiz pat vienas sugas ietvaros tikai konkrēti celmi būs neaizsargāti pret konkrētu slepkavas rauga sistēmu, un zinātnieki vēl nav pārliecināti, kāpēc tas ir, vai kā atšķirt jutīgos celmus no neievainojams.

Tagad, ja jums ir pareizais slepkavas raugs un pareizais mērķa raugs, nekas nenotiks, ja vien jums nebūs atbilstošu vides apstākļu; toksīni darbojas tikai šaurā pH un temperatūras diapazonā.

Bet, ja jums ir visas šīs tiesības, notiek maģija. Rowley to demonstrē studentiem un visai pasaulei, aptverot Petri trauciņu ar plāno rauga rauga slāni, kas ir jutīga pret toksīnu. Uz augšu, viņš glezno par slepkavas rauga celmu, piemēram, klasiskajā ikozāles formā. Attīstoties kultūrai, slepkavas raugiem ir jādara labi un jānovērš augšana tuvējos rajonos. Vidēja viela ir krāsota ar metilēnzilu un koncentrējas šūnu nāves reģionos, skaidri attēlojot slepkavas parakstu.

„Man tas patīk,” saka Rowley. „Bieži vien zinātniekiem nav iespējas patiešām parādīt, ko viņi dara. Tas vienmēr ir želejas un bezkrāsaini šķidrumi, un tamlīdzīgi. Bet tas patiesībā ir skaists plāksnītē veikts tests, ko mēs varam izmantot, lai aplūkotu mijiedarbību starp vīrusu un uzņēmēju. ”

Tā ir jautra zinātne, bet tā var arī kādu dienu novest pie revolūcijas attiecībā uz lauksaimniecības un vides pārvaldību. Nākotnē mēs, cilvēki, pat varam pārvarēt savu apsēstību ar sterilizāciju un kontroli, un tā vietā izvēlamies uzaicināt mikrobu pasauli, bruņoti ar labiem līdzekļiem pret šķebinošiem iebrucējiem.

“Sēnes un baktērijas, viņi vienmēr atradīs veidus, kā kļūt izturīgiem; tas ir tikai fakts, ”saka Rowley. “Ir daudz veidu, kā sēnes var kļūt izturīgas pret šiem toksīniem. Bet jautājums ir, ja mēs saprotam, kādi ir šie mehānismi, tad mēs varam arī tos cīnīties. Mēs varam būt gudri par to, kā mēs to darām. ”