Biolog Paul Rowley razkriva skrivnosti Killer kvasa in pametnih fungicidov

Ljubitelji dobre hrane in pijače bodo povsod presenečeni Saccharomyces cerevisiae - vrsta kvasa, ki omogoča okusno fermentacijo, ki jo najdemo v naših najljubših skupinah piva, kruha in vina, je kronično okužena z virusi. Veliko jih je. Pravzaprav celo nekateri znanstveniki, ki so raziskovali ta organizem, so pozabili na to dejstvo, pravi Paul Rowley, strokovnjak za virus kvasovk in docent na Univerzi v Idahu.

»V vsaki celici lahko imate do devet različnih vrst virusov, ki okužijo celico,« pravi Inverse.

Presenetljivo je, vendar ni ničesar, zaradi česar bi morali biti zaskrbljeni. Vaše pivo je varno in kvas ni res bolan. Torej je le malo ljudi pozornih na te viruse, saj v večini pogojev ne delajo toliko. Za razliko od virusov, s katerimi smo bolj vajeni, se v celici ne razmnožujejo, dokler ne razpoči in ne umre, kar jim omogoča, da se premaknejo na nove gostitelje. Namesto tega se širijo prek celičnega seksa - ko se dve haploidni celici kvasovk združita kot ena. Virusi se dobro počutijo, ko se njihovi gostitelji dobro počutijo, tako da lastnosti, ki bi škodile okolju gostitelja, niso v njihovi evoluciji. To so super pogoste in skoraj popolnoma benigne spolno prenosljive bolezni v svetu, kot je herpes, če herpes ni občasno izbruhnil v srbeče rane in smrtonosnih rakov.

Tukaj je zvitek: V zelo specifičnih okoliščinah, virusi gredo od benignih do koristnih, oddajajo toksine, ki so neškodljivi za okuženega gostitelja, vendar smrtonosni za nekatere druge kvasovke in glivice, tako da gostiteljska celica postane tako imenovani »morilec kvasa« »Razčistiti konkurenco, virus pomaga samemu sebi in s tem samemu sebi uspeti.

To je nenavaden pojav, ki ga znanstveniki še niso povsem razumeli. Če bi odkrili skrivnosti teh sistemov morilskih kvasovk, bi lahko spremenili svet, pravi Rowley.

»V bistvu» premagamo «bakterije, za kratek čas z antibiotiki; nikoli nismo pretepli gliv, «pravi Rowley» Vedno so bili tam in vedno so bili prodorni v napad naših pridelkov in naših preživetij. Milijarde dolarjev posevkov se izgubijo vsako leto zaradi bodisi glivične okužbe pred žetvijo, bodisi po žetvi po žetvi."

Izhajajoč iz naravnih toksinov, ki jih proizvajajo ti morilski kvas, je mogoče razviti penicilin v svetu glivic, le še bolje. Namesto da bi v okolju izbrisali vse vrste glivic, bi te teksine teoretično lahko oblikovali tako, da bi zelo specifično usmerili organizem, ki povzroča težave, medtem ko so mikrobi, ki prispevajo k zdravemu ekosistemu, nepoškodovani.

Predstavljajte si učinkovito in usmerjeno orožje proti krompirjevi krompirju, ki je v 19. stoletju razširila lakoto po Evropi, ali kostanjeva živina, ki je v 20. stoletju uničila ameriški kostanj. Danes se je glivična bolezen razširila v živalsko kraljestvo v veliki meri, ogrožala čebele, netopirje in dvoživke v mnogih delih sveta s svojim obstojem. Posledice teh ekosistemov, preskrbe s hrano in zdravja ljudi, ki so posledica teh izgub, so ogromne.

Sanje o pametnih fungicidih, usmerjenih proti tem grožnjam, bi lahko dosegli v Rowleyjevem življenju, pravi. Najprej pa morajo znanstveniki opraviti osnovno eksperimentiranje, ki bo vodilo k boljšemu razumevanju delovanja morilskih kvasovk. Briljantna stvar pri teh toksinih je, da temeljijo na beljakovinah, kar pomeni, da se lahko vsi triki genskega inženiringa uporabijo za manipulacijo in prilagoditev - resna prednost.

Vendar pa je še dolga pot. Tukaj je ozek nabor okoliščin, potrebnih za to, da morilec kvasa pokaže svojo morilsko značilnost. Potreben je kvas, ki je okužen z določenim virusom, in potem mora biti virus sam okužen z določenim satelitskim virusom. To je satelitski virus, ki proizvaja toksin, in brez vseh teh kosov ne boste imeli morilskega kvasa.

Da bi imeli morilski kvas, morate imeti tudi stvar, ki jo je treba ubiti. Dani toksin bo deloval le na določenih organizmih - včasih celo znotraj iste vrste bodo samo določeni sevi ranljivi za dani sistem morilskih kvasovk, znanstveniki pa še niso prepričani, zakaj je to ali kako razločiti občutljive seve iz neranljiv.

Če imate pravega morilskega kvasa in pravega ciljnega kvasa, se nič ne bo zgodilo, če imate prave okoljske pogoje; toksini delujejo le v ozkem razponu pH in temperature.

Ampak, če dobiš vse to pravico, se zgodi čarovnija. Rowley to dokazuje študentom in svetu na splošno tako, da pokrije petrijevko s tanko plastjo kvasa, ki je občutljiva na toksin. Na vrhu pa slika na sevu morilskega kvasa, na primer v klasični ikosaedrični obliki virusne kapside. Ko se kultura razvije, morajo kvasovke morilca dobro delovati in zavirati rast v bližnjih predelih. Medij je obarvan z metilensko modro in se koncentrira v predelih celične smrti, kar jasno kaže na podpis morilca.

»Všeč mi je,« pravi Rowley. »Znanstveniki pogosto nimajo zmožnosti resnično pokazati, v lepih grafikah, kaj počnejo. Vedno so geli in brezbarvne tekočine in take stvari. Toda to je pravzaprav lep preizkus na plošči, ki ga lahko uporabimo, da pogledamo interakcijo med virusom in gostiteljem. «

To je zabavna znanost, vendar bi lahko tudi nekega dne privedla do revolucije v tem, kako upravljamo kmetijstvo in okolje. V prihodnosti bomo lahko ljudje celo premagali svojo obsedenost s sterilizacijo in nadzorom in se odločili, da povabijo mikrobiološki svet, oborožen z dobrimi orodji proti grdim vsiljivcem.

"Glive in bakterije bodo vedno našli načine, da postanejo odporne; to je samo dejstvo, ”pravi Rowley. »Glive lahko postanejo odporne na te toksine. Toda vprašanje je, če razumemo, kaj so ti mehanizmi, potem se lahko tudi borimo proti njim. Lahko smo pametni glede tega, kako to počnemo."