Как дрожжи справляются с высокой температурой: ответ исследователей

Чрезмерное повышение температуры негативно сказывается на клеточных белках, однако некоторые организмы легче справляются с жарой, чем другие. Исследования дрожжей показали, что их термостойкость определяется как характеристиками белков, так и особыми защитными механизмами клеток.Дрожжи — внетаксономическая группа одноклеточных, которые отказались от мицеллярного питания и перешли к автономному поглощению питательных веществ клетками из жидких и полужидких субстратов. Наиболее известный вид — Saccharomyces cerevisiae, пивные дрожжи. Всего описано 1500 видов, однако на самом деле их значительно больше.Источник: Unsplash

С учетом роста глобальной температуры ученые обращаются к неожиданным источникам научной информации — например, к дрожжам. Именно они вызывают подъем теста и шипение пива. Дрожжевые грибы помогают понять, что позволяет некоторым формам жизни выживать в условиях экстремальных температур, а другим — нет.

В исследовании, опубликованном в журнале Molecular Biology and Evolution, биолог из Рочестерского университета Джастин Фэй и его команда сравнили два близких вида дрожжей, чтобы выяснить, как организмы справляются с жарой и почему некоторые из них делают это лучше, чем другие.

Белки — макромолекулы, отвечающие за большинство важных функций клетки — особенно чувствительны к высоким температурам, и если они теряют свою форму, клетки могут погибнуть. Исследователи выяснили, что выживание зависит не только от прочности белков, но и от клеточной среды, которая их поддерживает. Эти выводы могут изменить наше понимание эволюции, заболеваний и жизни в условиях глобального потепления.

Профессор Фэй считает, что полученные результаты касаются не только дрожжей. Они имеют более обширное значение, так как механизмы стабильности белков являются общими для многих организмов. Эти знания также важны для общего понимания эволюции и того, как развиваются человеческие патогены, поскольку повышение температуры тела требует от них аналогичных адаптаций.

Исследователи сравнили Saccharomyces cerevisiae (также известные как пекарские или пивные дрожжи) и Saccharomyces uvarum. Несмотря на то что эти два вида близкородственны, первый лучше переносит охлаждение до 8 градусов Цельсия, чем второй, что существенно с точки зрения микробиологии.

Фэй и его коллеги применили метод, известный как термическое протеомное профилирование, который включает в себя нагрев белков и определение их растворимости (состояния сворачивания). Они обнаружили, что 85% белков S. cerevisiae более термостабильны по сравнению с их аналогами из S. uvarum.