Keď sa povie kvasinka, väčšina z nás si automaticky predstaví pivo, víno alebo kysnuté cesto. Len málokto by však tipoval, že práve kvasinky patria medzi dôležité organizmy vo vedeckých laboratóriách.
Ak si chceme kvasinky predstaviť čo najjednoduchšie, stačí si spomenúť na droždie, ktoré máme doma v chladničke. Ide o veľké množstvo živých buniek, ktoré sú namnožené a stlačené do jednej kocky. Každá bunka je samostatný organizmus, ktorý rastie, delí sa a reaguje na svoje prostredie. Ich vlastnosti využívame nielen na pečenie, ale aj na odhaľovanie základných biologických procesov. Kvasinky sú mikroorganizmy, ktoré patria medzi huby, nie baktérie. Práve to z nich robí cenný model pre nás vedcov. Na rozdiel od baktérií majú eukaryotickú bunku, teda bunku s jadrom, v ktorom je uložená DNA. Takú istú základnú organizáciu majú aj ľudské bunky.
Výnimočné organizmy
Prečo skúmať choroby, vývoj či reguláciu génov práve na kvasinke? Odpoveď je jednoduchá: pravidlá fungovania buniek sú evolučne veľmi konzervované. To znamená, že sa počas stoviek miliónov rokov takmer nezmenili a mechanizmy, ktoré riadia život kvasinky, sa podobne nachádzajú aj v našich bunkách. Kvasinka má síce len jednu bunku, no aj tá musí riešiť rovnaké otázky ako bunky v ľudskom tele – kedy sa deliť, kedy šetriť energiu a ktoré gény zapnúť alebo vypnúť.
Objav, ktorý priniesol Nobelovu cenu
Jednou z najpoužívanejších kvasiniek v laboratóriách je Schizosaccharomyces pombe. Delí sa podobným spôsobom, ako sa delia ľudské bunky, a preto sa stala ideálnym modelom na štúdium základných bunkových procesov od delenia bunky cez reguláciu génovej expresie až po odpoveď buniek na stres či poškodenie DNA. Význam kvasiniek pre modernú biológiu potvrdzuje aj Nobelova cena. V roku 2001 získali Nobelovu cenu za fyziológiu a medicínu Leland H. Hartwell, Tim Hunt a sir Paul M. Nurse za objav kľúčových regulátorov bunkového cyklu. Práve P. Nurse uskutočnil svoje prelomové objavy na kvasinke S. pombe a ukázal, že základné časovače bunkového delenia fungujú pri kvasinkách a u človeka podľa rovnakých princípov. Vďaka týmto poznatkom sa výskum mohol posunúť od jednoduchých modelových organizmov k štúdiu ľudských buniek, tkanív a neskôr aj chorôb, ako je rakovina. To, čo sa najskôr pochopilo na mikroskopickej kvasinke, sa tak stalo základom modernej bunkovej biológie.
Za hranicami kuchyne
Kvasinky sa osvedčili aj v mnohých ďalších oblastiach výskumu. Pomohli odhaliť mechanizmy opravy DNA, ktoré chránia bunky pred mutáciami, významne prispeli k výskumu starnutia, metabolizmu či regulácie génov. Vďaka svojej jednoduchosti a genetickej dostupnosti sa využívajú aj pri testovaní liekov a v biotechnológiách, napríklad na výrobu enzýmov, vitamínov či farmaceutických látok.
V ostatných rokoch sa výskum kvasiniek rozširuje aj do oblastí, ktoré by sme ešte nedávno považovali za nepravdepodobné. Niektoré štúdie skúmajú potenciál kvasiniek alebo ich bioaktívnych látok pri hojení rán a regenerácii tkanív. Určité zložky produkované kvasinkami môžu podporovať rast buniek, znižovať zápal alebo slúžiť ako biologické nosiče v medicíne. Hoci ide zatiaľ o veľmi mladú a rozvíjajúcu sa oblasť výskumu, ukazuje, že možnosti využitia kvasiniek sa naozaj nekončia v kuchyni ani v pivovare.
Možno nabudúce, keď si dáte pivo alebo čerstvý chlieb, spomeniete si, že kvasinky nie sú len pomocníkmi v kuchyni. Sú aj tichými spojencami vedcov, ktorí nám pomáhajú odhaľovať základné tajomstvá života vrátane toho nášho.
Viac takýchto článkov a exkluzívneho obsahu môžete získať vďaka predplatnému.
Máte predplatné?
Prihlásiť saÚstav experimentálnej onkológie BMC SAV, v. v. i.
Článok vznikol v spolupráci s platformou Mladí vedci SAV.
