Drożdże piekarskie z ważnymi ludzkimi genami. Pierwsza taka chimera w historii

Po raz pierwszy w historii, naukowcom udało się wyhodować drożdże piekarskie z wbudowanymi genami ludzkich mięśni. Po co?
Drożdże z ludzkimi genami pochodzącymi z mięśni /Fot. TU Delft
Drożdże z ludzkimi genami pochodzącymi z mięśni /Fot. TU Delft

Zespół naukowców z Uniwersytetu Technicznego w Delft (TU Delft) dodał do komórek drożdży piekarskich grupę dziesięciu genów niezbędnych do funkcjonowania ludzi. Zawierają one instrukcję dotyczącą przebiegu szlaków metabolicznych odpowiadających za rozkład cukrów w prostsze cząsteczki. Proces ten jest kluczowy w rozwoju wielu chorób, zwłaszcza metabolicznych, więc jego rozszyfrowanie ma potencjalne znaczenie terapeutyczne. Szczegóły opublikowano w Cell Reports.

Czytaj też: „Wojna płci” zaczyna się jeszcze w łonie matki. W łożysku walczą ze sobą geny matki i ojca

Prof. Pascale Daran-Lapujade z TU Delft mówi:

Teraz, gdy rozumiemy pełny proces, lekarze mogą wykorzystać ten humanizowany model drożdży jako narzędzie do badań przesiewowych leków i badań nad nowotworami.

Drożdże z ludzkimi genami to nic nowego

Istnieje wiele podobieństw między drożdżami a ludźmi. Może wydawać się to dziwne, bo drożdże funkcjonują jako pojedyncze komórki, a ciało człowieka ma ich 10 bilionów więcej, ale podstawowe mechanizmy są bardzo podobne. Z tego powodu dość często przeszczepia się ludzkie geny do drożdży.

Prof. Pascale Daran-Lapujade dodaje:

W porównaniu z ludzkimi komórkami lub tkankami, drożdże są fantastycznym organizmem ze względu na prostotę hodowli i dostępność genetyczną: ich DNA można łatwo zmodyfikować, aby zająć się fundamentalnymi pytaniami. Wiele kluczowych odkryć, takich jak cykl komórkowy, zostało wyjaśnionych dzięki drożdżom.

We wcześniejszych badaniach, zespół prof. Daran-Lapujade stworzył sztuczne chromosomy działające jako platforma DNA do wbudowania nowych funkcji w drożdże. Naukowcy chcieli sprawdzić, czy metoda ta jest właściwa w modyfikacjach genetycznych i czy tak zmienione komórki będą funkcjonować jako całość.

Czytaj też: Geny dyktują, czy lubimy kawę i ile jej pijemy. Pierwsze badania tego typu

Prof. Pascale Daran-Lapujade zastanawia się:

A co jeśli weźmiemy do drożdży tę samą grupę genów, która kontroluje rozkład cukru i produkcję energii w ludzkich mięśniach? Czy możemy wyposażyć drożdże w tak istotną i złożoną funkcję?

Naukowcy nie tylko wprowadzili do genomu drożdży dodatkową informację genetyczną, ale zastąpili istniejące geny tymi pochodzącymi od ludzi. Nieprzypadkowymi, bo takimi, które można znaleźć w ludzkich mięśniach. Jakie były efekty tej operacji? Okazało się, że właściwości enzymów produkowanych w drożdżach z ludzkimi genami były podobne do tych, które występują w naszych komórkach. To oznacza, że zmodyfikowane genetycznie drożdże mogą nie tylko być dobrym modelem do badania różnych chorób, ale stać się platformą do produkcji leków.

Prof. Pascale Daran-Lapujade podsumowuje:

To dopiero punkt wyjścia. Możemy humanizować drożdże dalej i krok po kroku budować bardziej złożone środowisko ludzkie w drożdżach.