Znanost in tehnologija

Raziskovalci odkrili razlike med udomačenimi in divjimi sevi običajnih kvasovk

Ljubljana, 06. 03. 2022 07.14 |

PREDVIDEN ČAS BRANJA: 2 min

Avtor

U.Z.

Raziskovalne skupine iz Francije, Švedske, Italije in Slovenije so raziskale učinek udomačitve na običajno kvasovko in odkrile izrazite razlike med udomačenimi in divjimi sevi v sposobnosti spolnega razmnoževanja in rasti v različnih pogojih. Slovenski raziskovalci so odgovorili na enega ključnih vprašanj: ali lahko z minimalnim urejanjem genoma spremenijo značilnosti kvasovke? Odgovor je – da.

Kvasovko Saccharomyces cerevisiae poznamo in uporabljamo že tisočletja, pri peki in proizvodnji alkoholnih pijač, v zadnjem času pa tudi za proizvodnjo biogoriv in zdravil, kot je inzulin. Pionir in eden najpomembnejših raziskovalcev biologije in genetike kvasovk je dr. Gianni Liti iz francoske Nice, ki je avtor pregleda vseh udomačenih kvasovk, pred leti pa je k sodelovanju povabil prav raziskovalno skupino z Odseka za molekularne in biomedicinske znanosti Instituta Jožef Stefan (IJS).

Raziskovalci Gašper Žun, Katja Doberšek in vodja skupine prof. dr. Uroš Petrovič namreč uporabljajo in razvijajo posebno tehniko za urejanje genoma, t. i. genske škarje, ki so jo v svetu odkrili pred desetimi leti, leta 2020 pa sta Emmanuelle Charpentier in Jennifer A. Doudna zanje dobili Nobelovo nagrado za kemijo.

Raziskovalca Gašper Žun in Katja Doberšek ter vodja skupine Uroš Petrovič. FOTO: Institut Jožef Stefan

Prav eksperimenti s tehniko genskih škarij oziroma urejanje genoma s tehnologijo CRISPR-Cas je bil glavni prispevek raziskovalne skupine IJS. V študiji so raziskovalne skupine iz Francije, Švedske, Slovenije in Italije raziskale učinek udomačitve na običajno kvasovko, ki je poleg splošne uporabe tudi eden najpomembnejših modelnih organizmov v bioloških raziskavah. Odkrili so izrazite razlike med udomačenimi in divjimi sevi v sposobnosti spolnega razmnoževanja in rasti v različnih pogojih. Določili so genetski izvor lastnosti udomačenih kvasovk na ravni posameznih nukleotidov DNA. Še več, potrdili so, da je mogoče te lastnosti spremeniti z urejanjem genoma, so sporočili z IJS.

Slovenski raziskovalci bi morali del svojih raziskav v okviru te študije opraviti v Franciji, a so zaradi epidemije in prepovedi potovanj vse raziskave potekale v laboratorijih Instituta Jožef Stefan. Seve kvasovk so si s francoskimi raziskovalci izmenjevali po pošti.

Slovenski raziskovalci so odgovorili na enega ključnih vprašanj raziskave: ali lahko z minimalnim urejanjem genoma spremenijo značilnosti kvasovke? Odgovor je – da, saj so dokazali, da z zamenjavo le enega nukleotida lahko izničiš ali uvedeš specifične lastnosti divjih oziroma udomačenih kvasovk. To so potrdili na primeru sposobnosti spolnega razmnoževanja.

Na levi strani je robot, s katerim raziskovalci obvladujejo veliko število sevov kvasovke, desno zgoraj je izsek robota: prikazana je robotska roka s konicami, s katerimi prenašajo seve na različna gojišča, vidnih je tudi 5 plošč (2 s kolonijami sevov in tri 'prazne', kamor bo robot kvasovke šele prenesel), spodaj desno je prikaz ene plošče formata 384 kolonij: vsaka kolonija predstavlja en sev – sevi se med seboj ločijo v zaporedju svoje DNA, s tem da nekateri sevi 'manjkajo', tj., ne rastejo: sposobnost oziroma hitrost rasti na posameznem gojišču nam razkrije lastnosti posameznega seva. FOTO: Institut Jožef Stefan

O raziskavi je poročala tudi revija Nature Ecology & Evolution.

Sodelovanje med Institutom Jožef Stefan in dr. Giannijem Litijem se nadaljuje, prav tako slovenski raziskovalci sodelujejo z drugimi skupinami iz Evrope in Kanade. Vsi namreč želijo tehniko genskih škarij uporabiti za uvajanje biotehnološko pomembnih lastnosti kvasovk, katerih raziskovanje bo gotovo pomembno, tako za prehrambno industrijo kot razvoj bioloških zdravil.

UI Vsebina ustvarjena brez generativne umetne inteligence.

kvasovka raziskovalci ijs nove ugotovitve