» » Сложные колонии пекарских дрожжей

Сложные колонии пекарских дрожжей


Сложные колонии пекарских дрожжей

Сложные колонии пекарских дрожжей

Пекарские дрожжи Saccharomyces cerevisiae являются одним из самых простых модельных объектов в биологии среди эукариот. Однако кажущаяся простота исчезает, когда речь заходит о росте этих одноклеточных микроскопических грибков (дрожжей) на твердых субстратах. Оказалось, что в этих условиях некоторые штаммы дрожжей способны образовывать крайне замысловатые по форме колонии (на фото).

Взаимодействие между клетками в таких колониях осуществляется путем «склеивания» клеток друг с другом (адгезии). За это отвечает белок флокулин Flo11p, который располагается на их поверхности. Формирование сложных структур позволяет более эффективно перераспределять ресурсы между клетками в пределах колонии. Известно, что в структурированных колониях клетки из ее центральной части способны «передавать» питательные вещества клеткам на периферии. Кроме того, дрожжи в разных частях колонии могут в разной степени активировать свои защитные механизмы. Так, например, группа чешских исследователей показала, что помпы множественной лекарственной устойчивости, выкачивающие из клеток токсичные соединения, работают в периферийных клетках, но выключены в глубине колонии. Такая дифференцировка позволяет эффективнее тратить ресурсы на защиту и в конечном счете увеличивает коллективную устойчивость к неблагоприятным воздействиям.

Если в каком-либо штамме способность к адгезии нарушена (например, в результате мутации), то клетки этого штамма образуют колонии значительно меньшего диаметра. С другой стороны, при увеличении количества питательных веществ в среде необходимость в адгезии исчезает. В этом случае клетки дрожжей перестают синтезировать флокулин и образуют обычные (гладкие) колонии:


Сложные колонии пекарских дрожжей

Сложные колонии пекарских дрожжей

Колонии со сложной морфологией образуются при дефиците питательных веществ в среде — глюкозы. Изменение структуры и размера колоний пекарских дрожжей (штамм YJM311) в зависимости от времени и содержания глюкозы в субстрате. Рисунок из статьи J. A. Granek, P. M. Magwene, 2010. Environmental and genetic determinants of colony morphology in yeast


Еще один пример дифференцировки у пекарских дрожжей связан с дефицитом азотистых соединений — сульфата аммония. Из аммония пекарские дрожжи могут синтезировать все необходимые им аминокислоты, что выгодно отличает их от человека. Дефицит источника азота в среде приводит к образованию у пекарских дрожжей вытянутых клеток, формирующих подобие мицелия. Это позволяет клеткам «дотянуться» до дефицитного субстрата (см. также, как аналогичную задачу решают миксомицеты).


Сложные колонии пекарских дрожжей

Сложные колонии пекарских дрожжей

Фотография растущей колонии Saccharomyces cerevisiae в условиях дефицита источника азота. На поздних стадиях роста можно наблюдать образование псевдомицелия. Фото из статьи: B. J. Binder et al., 2015. Quantifying Two-Dimensional Filamentous and Invasive Growth Spatial Patterns in Yeast Colonies


Такой мицелиально-дрожжевой диморфизм (когда один вид может расти в двух формах — одноклеточной и мицелиальной), а также механизмы образования колоний сложной морфологии представляет большой практический интерес. Дело в том, что способность образовывать удлиненные клетки позволяет дрожжам закрепляться на субстрате и прорастать вглубь тканей. Поэтому у патогенных видов дрожжей (например, у дрожжеподобных грибов Candida albicans) переход от почкования к образованию псевдомицелия связан с увеличением вирулентности (способности заражать организм-хозяин). Такое образование сложных многоклеточных структур снижает восприимчивость клеток патогенных грибов к антигрибковым препаратам.

На фото — примеры колоний со сложной морфологией, образованных клетками пекарских дрожжей Saccharomyces cerevisiae SK-1. Фото © Д. А. Кнорре, Ю. Е. Караваевой.

О пекарских дрожжах Saccharomyces cerevisiae см. также:
1) Половое размножение помогает отбору отделять полезные мутации от вредных, «Элементы», 01.03.2016.
2) Новая линия дрожжей производит биотопливо эффективнее, «Элементы», 13.10.2010.
3) Честные дрожжи и дрожжи-обманщики могут жить дружно, «Элементы», 20.04.2009.
4) Зачем нужны «ненужные» гены, «Элементы», 22.04.2008.

Дмитрий Кнорре

13 сентябрь 2019 /
  • Не нравится
  • 0
  • Нравится

Похожие новости

Локализацию метастазов определяют интегрины опухолевых экзосом

Получены данные, впервые объясняющие давно известный эффект: у каждого типа раковых опухолей есть излюбленные органы для местазирования — так называемый органотропизм. Выяснилось, что это связано с

«Сигналы голода» от гипоталамуса замедляют формирование новых нейронов у мышей

Выяснилось, что активировать стволовые клетки определенного подтипа и запустить образование ими новых нейронов могут сигналы, посылаемые по длинным отросткам клеток, лежащих в гипоталамусе.

Белок AIRE, настраивающий иммунитет у взрослых, регулирует деление клеток зародыша

Известно, что белок AIRE участвует в развитии Т-лимфоцитов. Также есть данные о том, что мутации в этом белке связаны с бесплодием. Канадские ученые обнаружили, что многие из белков, с которыми AIRE

Белок мидкин, выделяемый меланомой, формирует ниши для метастазов

Используя специально выведенных мышей, у которых можно проследить формирование новых лимфатических сосудов по всему организму, ученые показали, что фактор роста клеток мидкин, выделяемый меланомой,

Здоровые клетки кожи могут избавляться от раковых соседей

Открыт принципиально новый механизм, с помощью которого здоровые ткани могут избавляться от опухолеродных мутантных клеток. Оказалось, что в ответ на появление мутантных клеток, происходящих от
Комментарии

НАПИСАТЬ КОММЕНТАРИЙ

Ваше Имя:
Ваш E-Mail:
Код:
Кликните на изображение чтобы обновить код, если он неразборчив
Введите код:
Популярные новости
Камеры заднего видаКалькулятор тарифов Яндекс на таксиОсновные преимущества керамической плиткиАвтосвет, нюансы ремонта и обслуживанияЭкстрасенсы помогают следствию в раскрытии преступленийВьетнамские дети попрыгали через мертвую змею вместо скакалкиНа реке Генхе в Китае появился редкий вращающийся ледяной дискСамостоятельные путешествия, что важно знать