第一次困在电梯里�
到处都有美食和饮料的爱好者会惊讶地发现 酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae) - 一种酵母,可以在我们最喜欢的啤酒,面包和葡萄酒食品组中发现美味的发酵 - 长期感染病毒。其中很多。事实上,甚至一些研究这种生物的职业生涯的研究科学家也没有注意到这一事实,爱德华大学的酵母病毒专家和助理教授Paul Rowley说。
“在任何一个细胞中,你最多可以感染九种不同类型的病毒,”他说 逆.
这令人惊讶,但没有什么可担心的。你的啤酒是安全的,酵母并没有真正生病。很少有人关注这些病毒,因为在大多数情况下,他们并没有做那么多。与我们更习惯的病毒不同,它们不会在细胞内繁殖,直到它爆发并死亡,允许它们移动到新的宿主。相反,它们通过细胞性传播 - 当两个单倍体酵母细胞合为一体时。这些病毒在它们的宿主表现良好时表现良好,因此对宿主环境造成伤害的特征不在于它们的进化。它们是酵母世界的超常见和几乎完全良性的性病 - 如疱疹如果疱疹偶尔不会爆发成痒疮和致命的癌症。
这就是扭曲:在一系列非常具体的情况下,病毒从良性到有用,排放对受感染宿主无害但对其他一些酵母和真菌致命的毒素,将宿主细胞变成所谓的“杀手酵母” “通过清除竞争,病毒可以帮助自己 - 因此也可以帮助自己 - 取得成功。
这是一个奇怪的现象,还有一个尚未被科学家完全理解的现象。但如果我们能解开这些杀手酵母系统的秘密,它可能会改变这个世界,Rowley说。
“我们基本上用抗生素在很短的时间内”击败“了细菌;我们永远都不会打败真菌,“罗利说道。”他们一直都在那里,而且他们在对我们的庄稼和生计的攻击中一直都很普遍。由于收获前的真菌感染或收获后腐败,每年都会损失数十亿美元的作物。“
从这些杀手酵母产生的天然毒素开始,有可能开发出真菌世界的青霉素,只会更好。这些毒素在理论上可以被设计成非常专门地针对引起问题的生物体,同时使微生物有益于健康的生态系统,而不是消灭环境中的所有类型的真菌。
想象一下针对马铃薯枯萎病的有效和有针对性的武器,它在19世纪将饥荒传播到欧洲,或者是板栗枯萎病,它在20世纪杀死了美国板栗树,几乎灭绝。如今,真菌病已经以一种主要的方式传播到动物王国,威胁着世界许多地方的蜜蜂,蝙蝠和两栖动物。这些损失对生态系统,粮食供应和人类健康造成的影响是巨大的。
他说,可以在Rowley的一生中实现针对这些威胁的智能杀菌剂的梦想。但首先,科学家们必须进行一些基本的实验,以便更好地了解杀手酵母的工作原理。关于这些毒素的好处在于它们是基于蛋白质的,这意味着基因工程的所有技巧都可以用来操纵和调整它们 - 这是一个重要的优势。
但还有很长的路要走。这就是为了让杀手酵母显示其杀手特征所需的一系列环境。需要酵母感染某种病毒,然后该病毒本身必须感染某种卫星病毒。它是产生毒素的卫星病毒,并且没有所有这些碎片,你没有杀手酵母。
为了拥有杀手酵母,你还必须要杀死一个东西。给定的毒素只适用于特定的生物 - 有时甚至在同一物种中,只有某些菌株才容易受到给定的杀伤酵母系统的影响,科学家们还不确定为什么会这样,或者如何区分敏感的菌株。无懈可击。
现在,如果你有正确的杀手酵母和正确的目标酵母,除非你有合适的环境条件,否则什么都不会发生;毒素只能在很窄的pH和温度范围内工作。
但是,如果你把所有这一切都做对了,就会发生魔力。 Rowley用一层薄薄的对毒素敏感的酵母菌覆盖培养皿,向学生和整个世界展示了这一点。最重要的是,他描绘了杀手酵母菌株,例如,病毒衣壳的经典二十面体形状。随着培养的发展,杀手酵母应该做得好,并抑制附近地区的生长。培养基用亚甲蓝染色,浓缩在细胞死亡区域,清晰地显示杀手的特征。
“我喜欢它,”罗利说。 “科学家通常没有能力以漂亮的图形显示他们所做的事情。它总是凝胶和无色液体,以及类似的东西。但这实际上是一种漂亮的基于平板的检测方法,我们可以用它来观察病毒与宿主之间的相互作用。“
这是有趣的科学,但有一天它也可能导致我们如何管理农业和环境的革命。在未来,我们人类可能甚至可以克服对绝育和控制的迷恋,而选择加入微生物世界,并配备好的工具来对抗讨厌的入侵者。
“真菌和细菌,它们总是会找到抵抗力的方法;这只是一个事实,“罗利说。 “真菌可以通过多种途径抵抗这些毒素。但问题是,如果我们了解这些机制是什么,那么我们也可以打击它们。我们可以很聪明地做到这一点。“