Неподвижные одноклеточные грибы, используемые здесь для изучения пузырькового рассеивания в гелях.Дрожжи — это одноклеточные грибы, которые живут как отдельные округлые или овальные клетки, а не как плесень или шляпочные грибы. Они не обладают подвижностью — у них нет жгутиков или других средств для плавания — и размножаются в основном почкованием, при котором дочерняя клетка вырастает из родительской и отделяется. Самый известный вид, Saccharomyces cerevisiae, стоит за подъёмом теста и брожением пива, но дрожжи также повсеместно встречаются в почве, на поверхности растений и на коже человека.
В исследованиях дрожжи — это незаменимый модельный организм. Они быстро растут, дешевы в культивировании, могут поддерживаться как стабильные гаплоидные или диплоидные штаммы, а их генетикой необычайно легко манипулировать. Многие фундаментальные открытия о том, как клетки делятся, восстанавливают ДНК и управляют своим метаболизмом, были впервые сделаны на дрожжах, а позже обнаружены и в клетках человека. Поскольку дрожжевые клетки неподвижны, они остаются там, куда их поместили, что делает их удобными для экспериментов о том, как популяции распространяются через материал путем роста и деления, а не за счет плавания.
В контексте пузырькового рассеивания в гелях дрожжи служат живым маркером: клетки, внедренные в гель, могут выноситься наружу, когда пузырьки растут, сливаются или движутся через матрицу. Это позволяет исследователям изучать, как механическое возмущение перераспределяет популяцию, которая не может двигаться самостоятельно, — вопрос, важный для понимания того, как микробы колонизируют мягкие материалы и как пузырьки переносят частицы в продуктах питания, пенах и биологических тканях.
Дрожжи используются человеком по меньшей мере несколько тысяч лет в пивоварении и хлебопечении, задолго до того, как кто-либо узнал, что они живые. Антони ван Левенгук впервые наблюдал дрожжевые клетки под микроскопом в 1680-х годах, а в 1850-х годах Луи Пастер доказал, что брожение вызывается живыми организмами, а не чисто химическим разложением. Saccharomyces cerevisiae стал лабораторной моделью в XX веке и был первым эукариотом, чей геном был полностью секвенирован в 1996 году.
Дрожжевая клетка растет путем образования почки: клеточная стенка размягчается в одном месте, появляется новая клетка, и ядро делится так, что одна копия попадает в почку до того, как две клетки разделятся. Рост fueled by fermentation of sugars, producing ethanol and carbon dioxide — the gas that leavens dough and carbonates beer. В эксперименте с гелем дрожжи не могут плавать, поэтому любое смещение клеток должно происходить из-за окружающего материала. Когда пузырек зарождается и расширяется, он отодвигает гель; когда пузырьки сливаются или поднимаются, они увлекают за собой матрицу и любые внедренные клетки, распространяя популяцию вдоль пути пузырька.
Помимо пивоварения и хлебопечения, дрожжи производят промышленный этанол и рекомбинантные белки, такие как инсулин и вакцины, а также служат стандартным модельным организмом для изучения эукариотической клеточной биологии и генетики.
Дрожжи и человек делят поразительное количество генов: примерно треть генов дрожжей имеет узнаваемый человеческий аналог, поэтому исследования деления дрожжевых клеток неоднократно проливали свет на биологию рака у человека.
Статей пока нет