Генетики из Технологического университета Делфта «пересадили» в ДНК дрожжей участки человеческой хромосомы, отвечающие за потребление сахара и выработку энергии в мышцах людей. Исследование показало, что встроенные гены сохранили свою функцию и успешно работали в клетках грибка.
Функция, которую ученые добавили к дрожжевым клеткам, жизненно важна для работы человеческого организма. Она управляет метаболическим путем — процессом, во время которого сахар расщепляется, а выделяемая энергия используется для создания клеточных строительных блоков внутри мышечных клеток.
В своей работе ученые заменили гены, которые управляют метаболизмом в клетках пекарских дрожжей, на аналогичные участки хромосомы человека. Эксперименты показали, что модифицированные грибки сохраняли свою жизнеспособность. Кроме того, измененные участки ДНК продолжали работать, экспрессировать белки и управлять метаболизмом клеток. Свойства человеческих ферментов, продуцируемых дрожжами и их клетками человека, были поразительно схожими.
Схема эксперимента. 25 человеческих генов, отвечающих за работу метаболизма в мышечных клетках, пересадили в дрожжи. 22 из них успешно адаптировались и сохранили свои функции. Изображение: Francine J. Boonekamp et al., Cell Reports
Авторы работы отмечают, что, несмотря на значительные различия, между дрожжами и человеком есть много общего. Благодаря этому ученые часто пересаживают отдельные гены дрожжам для исследования их функций. Но эта работа — первый пример «трансплантации» сложной функции, сохранившей свою работоспособность.
В чистой среде клеток дрожжей можно наблюдать, как работают отдельные функции человеческих клеток в отрыве от других процессов. Поскольку метаболизм клеток влияет на развитие многих заболеваний, и в том числе рака, его изучение в «идеальных» условиях поможет медикам лучше понять развитие и распространение болезни.
Теперь, когда мы понимаем весь процесс, ученые-медики могут использовать эту модель «гуманизированных» дрожжей в качестве инструмента для скрининга лекарств и исследования рака.
Паскаль Даран-Лапухаде, руководитель исследования
Изображение на обложке: Ella Maru Studio, Pascale Daran-Lapujade
Читать далее:
«Это научная фантастика»: ученые создают принципиально новый тип квантовых компьютеров
Длительность земного дня увеличивается. Ученые не знают почему
Что такое супергены и как они делают животных такими странными