ביולוג פול רולי חושף את הסודות של רוצח שמרים ו פונגצידים חכמים

אוהבי אוכל ושתייה טובים בכל מקום יופתעו לגלות זאת Saccharomyces cerevisiae - מינים של שמרים המאפשרים את התסיסה הטעימה שנמצאה בקבוצות המזון האהובות עלינו, של בירה, לחם ויין - נגועים בווירוסים כרוניים. הרבה מהם. למעשה, אפילו כמה מדעני מחקר שבילו את הקריירה שלהם לומדים את האורגניזם הזה אינם מודעים לעובדה זו, אומר פול רולי, מומחה לנגיף שמרים ופרופסור באוניברסיטת איידהו.

"בכל תא אחד, אתה יכול לקבל עד תשעה סוגים שונים של וירוסים מדביקים את התא", הוא אומר הפוך.

זה מפתיע, אבל אין מה לדאוג. הבירה שלך בטוחה, והשמרים לא ממש חולים. אז כמה אנשים לשים לב וירוסים אלה כי ברוב התנאים, הם לא עושים כל כך הרבה. שלא כמו הווירוסים שאנחנו רגילים יותר, הם לא מתרבים בתוך התא עד שהוא מתפרץ ומת, ומאפשר להם לעבור למארחים חדשים. במקום זאת, הם התפשטו דרך מין תא - כאשר שני תאי שמרים הפלואידים מתכנסים יחד. הווירוסים עושים טוב כאשר המארחים שלהם עושים טוב, כך המאפיינים זה יפגע הסביבה המארחת הם לא האבולוציוני שלהם הם סופר נפוץ כמעט לחלוטין STDs שפירים של העולם שמרים - כמו הרפס אם הרפס לא מדי פעם לפרוץ פצעים מגרדים וסרטן קטלני.

הנה טוויסט: תחת קבוצה מסוימת מאוד של נסיבות, הנגיפים עוברים שפירים כדי מועיל, פולטים רעלים שאינם מזיקים המארח נגוע אבל קטלני כמה שמרים ופטריות אחרות, מה שהופך את התא המארח לתוך מה שמכונה "שמרים רוצח. "על ידי פינוי התחרות, הנגיף מסייע לעצמו - ולכן על עצמו - להצליח.

זו תופעה מוזרה, ואלה עדיין לא מבינים לגמרי את המדענים. אבל אם נוכל לפתוח את הסודות של מערכות שמרים רוצח, זה יכול לשנות את העולם, אומר רולי.

"אנחנו למעשה" לנצח "חיידקים, באמת, במשך זמן קצר, עם אנטיביוטיקה; אף פעם לא היינו מכים פטריות, "אומר רולי." הם תמיד היו שם, והם תמיד היו מתפשטים בהתקפת הגידולים שלנו ובפרנסתם. מיליארדי דולרים של יבולים הולכים לאיבוד מדי שנה בשל זיהום פטרייתי לפני הקציר, או קלקול לאחר הקציר ".

החל מרעלים טבעיים המופקים על ידי אלה שמרים רוצח, זה עשוי להיות אפשרי לפתח את פניצילין של העולם פטרייתי, רק טוב יותר. במקום לנגב את כל סוגי הפטרייה בסביבה, רעלים אלה יכולים להיות מהונדסים באופן ספציפי מאוד היעד האורגניזם גורם לבעיות, תוך השארת חיידקים התורמים למערכת אקולוגית בריאה ללא פגע.

תארו לעצמכם נשק יעיל ומכוון נגד פטל תפוחי אדמה, אשר התפשטות הרעב דרך אירופה במאה ה -19, או blight ערמון, אשר הרג את עץ ערמון אמריקאי קרוב הכחדה במאה ה -20. בימים אלה, מחלה פטרייתית התפשטה לממלכת החיות באופן משמעותי, מאיימת דבורים, עטלפים, דו חיים בחלקים רבים של העולם עם עצם קיומם. ההשלכות על מערכות אקולוגיות, אספקת מזון ובריאות האדם הנובעות מהפסדים אלה הן עצומות.

החלום של פטריות חכמות נגד איומים אלה יכול להיות מושגת בחייו של רולי, הוא אומר. אבל ראשית, המדענים צריכים לעשות את זה סוג של ניסויים בסיסיים שיובילו להבנה טובה יותר של איך שמרים רוצח לעבוד. הדבר המבריק על רעלים אלה הוא שהם מבוססי חלבון, כלומר כל הטריקים של הנדסה גנטית ניתן להשתמש כדי לתפעל ולהתאים אותם - יתרון רציני.

אבל יש עוד דרך ארוכה. הנה כמה צרים קבוצה של נסיבות נדרשים כדי לקבל שמרים רוצח להציג את המאפיין הרוצח שלה. זה לוקח שמרים כי הוא נגוע בווירוס מסוים, ואז זה וירוס חייב להיות נגוע בווירוס לוויני מסוים. זה הווירוס הלוויין שמייצר את הרעלן, ובלי כל אלה חתיכות בסדר, אין לך שמרים הרוצח.

כדי לקבל שמרים הרוצח, אתה חייב גם יש דבר להיהרג. רעלן נתון יעבוד רק על אורגניזמים ספציפיים - לפעמים אפילו בתוך אותו מין רק זנים מסוימים יהיו פגיעים למערכת שמרים הרוצח נתון, מדענים אינם בטוחים עדיין למה זה, או איך לפרק את הזנים הרגישים של פגיע.

עכשיו, אם יש לך שמרים הרוצח הנכון, שמרים היעד הנכון, שום דבר לא יקרה אלא אם כן יש לך את התנאים הסביבתיים הנכון; הרעלים פועלים רק בטווח צר של pH וטמפרטורה.

אבל, אם אתה מקבל את כל זה נכון, הקסם קורה. ראולי מדגים זאת לתלמידים ולעולם כולו על ידי כיסוי צלחת פטרי עם שכבה דקה של זן של שמרים כי הוא רגיש לרעלן. מעל, הוא מצייר על השמרים של הרוצח זן, למשל, הצורה הקלאסית icosahedral של קפסיד ויראלי. ככל שהתרבות מתפתחת, השמרים הרוצחים צריכים לעשות טוב ולעכב את הצמיחה באזורים הסמוכים. המדיום צבוע בכחול מתילן, ומתרכז באזורים של מוות של תאים, ומראה בתמונה ברורה את החתימה של רוצח.

"אני אוהב את זה, "אומר רולי. "לעתים קרובות למדענים אין את היכולת באמת להראות, גרפיקה יפה, מה שהם עושים. זה תמיד ג'לים ונוזלים חסרי צבע, ודברים כאלה. אבל זה בעצם assay מבוסס צלחת יפה, כי אנחנו יכולים לשמש כדי להסתכל על האינטראקציה בין הנגיף לבין המארח."

זה כיף המדע, אבל זה יכול גם יום אחד להוביל למהפכה איך אנחנו מנהלים חקלאות וסביבות. בעתיד, אנו יכולים אפילו להתגבר על האובססיה שלהם עיקור ושליטה, ובמקום זאת להזמין את העולם מיקרוביאלי, חמושים עם כלים טובים נגד פולשים מגעיל.

"פטריות וחיידקים, הם תמיד ימצאו דרכים להיות עמידות; זה רק עובדה ", אומר רולי. "ישנן דרכים רבות כי פטריות יכול להיות עמיד בפני רעלים אלה. אבל השאלה היא, אם אנחנו מבינים מה הם מנגנונים אלה, אז נוכל גם להילחם בהם. אנחנו יכולים להיות חכמים איך אנחנו עושים את זה."