生物学者Paul Rowleyがキラー酵母とスマート殺菌剤の秘密を解明

いたるところでおいしい食べ物や飲み物が好きな人は、そのことを知って驚かれることでしょう。 Saccharomyces cerevisiae ビール、パン、ワインなど、私たちのお気に入りの食品群で見られるおいしい発酵を可能にする酵母の一種は、慢性的にウイルスに感染しています。それらの多く。事実、この生物の研究にキャリアを費やした何人かの研究科学者でさえこの事実に気付いていない、とPaul Rowley、酵母ウイルスの専門家でアイダホ大学の助教授は言う。

「1つの細胞内で、細胞に感染するウイルスは最大9種類まである可​​能性があります」と彼は言います。 逆.

驚くことですが、心配することは何もありません。あなたのビールは安全です、そしてイーストは本当に病気ではありません。ほとんどの条件下では、それほど多くのことをしないため、これらのウイルスに注意を払う人はほとんどいません。私たちが慣れ親しんできたウイルスとは異なり、それらは破裂して死ぬまで細胞内で繁殖することができず、新しい宿主に移動することを可能にします。その代わりに、2つの一倍体酵母細胞が一緒になって1つになるとき、それらはセルセックスを通じて広がります。ウイルスは、宿主がうまくいけばうまくいくので、宿主環境を傷つけるような特徴は進化論にはありません。これらは酵母の世界では非常に一般的でほぼ良性のSTDです。そして致命的な癌。

ここにねじれがあります。非常に特殊な状況下では、ウイルスは良性から有用なものになり、感染した宿主には無害ですが、他の酵母や真菌に致命的な毒素を放出し、宿主細胞をいわゆる「キラー酵母」に変えます。競争を一掃することによって、ウイルスはそれ自身を成功させるのを助けます。

これは奇妙な現象であり、科学者にはまだ完全には理解されていません。しかし、もし我々がこれらのキラー酵母システムの秘密を解くことができれば、それは世界を変えることができる、とRowleyは言います。

「私たちは本質的に、実際には、短期間のうちに、抗生物質で細菌を「撃ちます」。ローリー氏は次のように述べています。「彼らはいつもそこにいたし、彼らは私たちの作物や生計を攻撃するのに常に普及していました。」収穫前の真菌感染、または収穫後の腐敗のために、毎年何十億ドルもの作物が失われています。」

これらのキラー酵母によって産生される天然に存在する毒素から出発して、真菌の世界のペニシリンを開発することは可能であるかもしれません、より良いだけです。環境中のあらゆる種類の真菌を一掃するのではなく、これらの毒素は、問題の原因となっている生物を非常に特異的に標的にしながら、健康な生態系に貢献する微生物を無害にするように設計できます。

19世紀にヨーロッパで飢饉が広がったジャガイモ疫病、または20世紀にアメリカの栗の木を絶滅の危機に瀕させた栗枯病に対する効果的で標的を絞った武器を想像してみてください。最近では、真菌性疾患が動物界に大きく広がっており、世界各地の蜂、コウモリ、両生類にその存在が脅かされています。これらの損失から生じる生態系、食料供給、そして人間の健康への影響は計り知れません。

これらの脅威を狙ったスマート殺菌剤の夢は、ローリーの生涯で達成される可能性があると彼は言います。しかし最初に、科学者たちはある種の基礎的な実験をしなければならず、それはキラー酵母がどのように働くかのより良い理解につながるでしょう。これらの毒素についての素晴らしい点は、それらがタンパク質ベースであるということです。それは、遺伝子工学のトリックのすべてがそれらを操作し適応させるために使用できることを意味します - 重大な利点。

しかし、それにはまだ長い道のりがあります。これは、キラー酵母がそのキラー特性を発揮するのに必要な一連の状況がどれほど狭いかということです。それは特定のウイルスに感染している酵母を取り、そしてそのウイルスはそれ自体特定のサテライトウイルスに感染していなければならない。毒素を産生するのはサテライトウイルスです、そしてこれらの断片のすべてが順番になければ、あなたはキラー酵母を持っていません。

キラー酵母を持つためには、あなたは殺されるものも持っていなければなりません。与えられた毒素は特定の生物にしか作用しません - 時には同じ種の中でさえ特定の菌株だけが与えられたキラー酵母システムに対して脆弱になるでしょう、そして科学者はまだそれがなぜなのか、無敵。

さて、あなたが正しいキラー酵母と正しいターゲット酵母を持っていても、あなたが正しい環境条件を持っていなければ何も起こらないでしょう。毒素は狭い範囲のpHと温度でしか作用しません。

しかし、あなたがこのすべてを正しく行えば、魔法が起こります。ローリーは毒素に敏感である酵母株の薄い層でシャーレを覆うことによってこれを学生と広く世界に示します。その上で、彼はウイルスのキャプシドの、例えば古典的な二十面体形状のキラー酵母株を描いています。培養物が発達するにつれて、キラー酵母はうまく機能し、近くの地域での成長を阻害するはずです。培地はメチレンブルーで染色され、細胞死の領域に集中し、キラーのサインをはっきりと示しています。

「それが大好きです」とローリーは言います。 「科学者たちは、自分のしていることを、すてきなグラフィックで実際に示すことができないことがよくあります。それは常にゲルと無色の液体です、そしてそれはそのようなものです。しかし、これは実際には美しいプレートベースのアッセイであり、ウイルスと宿主の間の相互作用を調べるために使用できます。」

それは楽しい科学ですが、いつか農業や環境の管理方法に革命をもたらす可能性もあります。将来的には、私たち人間は殺菌と管理に執着することさえ乗り越え、代わりに厄介な侵入者に対する良い道具で武装して微生物界を招待することを選ぶかもしれません。

「菌類とバクテリア、彼らは常に抵抗性になる方法を見つけようとしています。ローリーは言います。 「真菌がこれらの毒素に対して耐性になることができる多くの方法があります。しかし、問題は、それらのメカニズムが何であるかを理解すれば、それを克服することもできるということです。私たちはこれをどのように行うかについて賢くなることができます。」