Drożdże

Monika Zakrzewska

Karol Gustaw Jank -

Makowczenko

W służbie pacjentom

• W 1995 r. Badacze z John Hopkins

University przy użyciu metod
inżynierii genetycznej i specjalnie
przygotowanych komórek drożdży
podjęli się odszukania białka
parterującego huntingtynie przy

wywoływaniu
choroby
Zwanej

Pląsawicą

Huningtona

.

Magdalena Fikus – Drożdże jako pacjenci; „New Scientist” 2004/1995

Przebieg badń

• Komórki drożdży wyposażono w gen kodujący

huntingtynę

oraz zmodyfikowano tak, aby w

przypadku powstania kompleksu owego białka z
innym, komórki grzyba zabarwiły się na niebiesko.

• Do tak przygotowanych komórek naukowcy

wprowadzali pojedynczo geny, aktywne tylko w
tkance nerwowej człowieka, a następnie
zanalizowali komórki drożdży zabarwione na
niebiesko i ustalili winne występowaniu choroby
białko.

• Okazało się również, że im bardziej zmutowane

jest białko huntingtyny tym mocniej oddziałowuje
ono ze swoim partnerem.

Magdalena Fikus – Drożdże jako pacjenci; „New Scientist” 2004/1995

Zalety

• Łatwość poddawania drożdży

manipulacjom genetycznym,

• Brak problemów etycznych,

• Możliwość kontynuacji badań na

drożdżach, w celu wynalezienia

leków.

Magdalena Fikus – Drożdże jako pacjenci; „New Scientist” 2004/1995

Nieaktywne lepsze?

• W 1996 r. Dwaj naukowcy z

duńskiej firmy Carlsberg
metodami genetycznymi
otrzymali drożdże piwowarskie o
zahamowanej aktywności genu
odpowiadającego za rozpad
siarczynów.

Magdalena Fikus – Piwo raz!; „Nature Biotechnology” 11/1996

Magdalena Fikus – Piwo raz!; „Nature Biotechnology” 11/1996

Zalety

Niemal niewyczuwalna zmiana

smaku,

Piwo nadaje się do dłuższego

przechowywania po stabilizacji

siarczynami.

Niemal identyczne zachowanie

szczepu zmodyfikowanego i

kontrolnego w warunkach

laboratoryjnych.

Magdalena Fikus – Piwo raz!; „Nature Biotechnology” 11/1996

Słodkie drożdże Candida

Monellina

– białko o

słodkim smaku produkowane
naturalnie przez tropikalne
jagody z Afryki Zachodniej.

• W 1997 r. Japońscy naukowcy

skonstruowali drożdże z rodzaju Candida,
u których monellina stanowi aż 50%
całkowitego rozpuszczalnego białka.

Magdalena Fikus – Słodko, a bez grzechu; „Nature Biotechnology”
5/1997

Nazwa słodzika

Intensywność

słodkiego smaku

Cukier

1

Manibilina

100

Pentadyna

500

Kurkulina

550

Taumatyna

3000

Monellina

3000

Magdalena Fikus – Słodko, a bez grzechu; „Nature Biotechnology”
5/1997

Zalety

Metoda prosta i tania,

Umożliwiająca wyprodukowanie

niskokalorycznych słodzików dla ludzi

z nadwagą oraz cukrzyków,

Drożdże jako znane od lat organizmy,

nie budzą obaw konsumetna.

Magdalena Fikus – Słodko, a bez grzechu; „Nature Biotechnology”
5/1997

Wielozadaniowe drożdże

winiarskie

• W 1997 r. Skonstruowano

drożdże winne zawierające cały
układ enzymów rozkładających
kwas jabłkowy, a także
mechanizm pozwalający na
transport tego kwasu do wnętrza
komórki.

Wykorzystane organizmy:

Lactobacillus

delbruecki

i

Schizosaccharomyces pombe

.

Magdalena Fikus – Wino genetyków; „Nature Biotechnology” 3/1997

Zalety

 Drożdże zyskały zdolność prowadzenia zarówno

fermentacji alkoholowej jak i mlekowej ( do której

do tej pory stosowano bakterie mlekowe),

 Proces technologiczny wina został skrócony, co

wpływa na większą wydajność produkcyjną,

 Wino wytwarzane w oparciu o te zmodyfikowane

drożdże okazało się być trwalsze w

przechowywaniu, zatem produkcja nie wymaga

stabilizacji z użyciem siarczynów.

Magdalena Fikus – Wino genetyków; „Nature Biotechnology” 3/1997

Drożdże zaprzężone do

katalizy

• W 1998 r. wynaleziono drożdże

(Saccharomyces cerevisiae), które po
wprowadzeniu genów kodujących odpowiedni
enzym, świetnie nadawały się do
katalizowania reakcji, które oprócz
katalizatora (enzymu), potrzebowały również
innych związków obecnych w organizmach
żywych (np. ATP, NADH).

Pierwszą reakcją z ich udziałem było

utlenianie

ketonów

(cykloheksanów podstawionych różnymi

grupami).

Magdalena Pecul – Drożdże zaprzężone do katalizy ; „Journal of
American Chemical Society” 15/1998

Wady

 Łatwość reakcji – wystarczy połączyć

odpowiednio zmodyfikowane drożdże i substraty

reakcji, pozostawić je na pewien czas, po czym

odwirować drożdże i oddzielić produkty.

 Przyjemny zapach drożdży unoszący się w

laboratorium

Zalety

⁻ Toksyczność niektórych substancji

wykorzystywanych jako substraty, wobec

drożdży.

Magdalena Pecul – Drożdże zaprzężone do katalizy ; „Journal of
American Chemical Society” 15/1998

Drożdże pomagają zrozumieć

ewolucję?

Rozmnażanie

bezpłciowe

• Zużywa mniej energii

• Umożliwia przekazanie

potomstwu całego
genotypu
rodzicielskiego

• Szybsze

Rozmnażanie płciowe
• Wymaga dodatkowych

narządów

• Jest energochłonne

• Pozwala przekazać

potomstwu tylko
połowę swojego
materiału
genetycznego

Marzena Nowakowska – Ptaszki, pszczółki i drożdże; „New Scientist”
2003/1997

Badania Clifforda Zeyl i Grahama

Bella z 1997 roku

• Naukowcy z Uniwersytetów w Nowej

Karolinie i Montrealu zauważyli, że
rozmnażające się płciowo drożdże
eliminują w swojej populacji
szkodliwe mutacje sprawniej niż
drożdże rozmnażające się bezpłciowo.

Jednak okazało się, że sposób

rozmnażania, nie ma wpływu na
przystosowanie się organizmów do
warunków środowiskowych.