Испанские микробиологи предложили способ улучшить процесс производства вина. Они нашли у дрожжей ген, который отвечает за отклик на стрессы, связанные с дрожжевой работой. И предложили изменить его, продлив жизнь и рабочее время этих полезных организмов.
Работа вызывает стресс не только у человека, но и у таких примитивных организмов, как дрожжи. Участие в процессе промышленного производства вина вызывает у дрожжей преждевременное старение и раннюю смерть. О причинах этого процесса и путях решения проблемы рассказал доктор Агустин Аранда (Agustin Aranda) из Унивеситета Валенсии в Испании на очередной встрече Общества общей микробиологии в Университете Херриота-Уатта в британском Эдинбурге, на которой ученые обсуждали, как заставить микробы работать.
Промышленное производство вина, рассказал доктор Аранда, включает много этапов, когда клетки дрожжей Saccharomyces cerevisiae, они же пивные или пекарские дрожжи, подвергаются стрессу: их сначала сушат, затем реактивируют, затем они участвуют в производстве этанола (а повышенная концентрация этанола в среде – тоже стресс). В итоге в процессе ферментации создаются такие условия, когда дрожжевые клетки начинают вырабатывать ацетальдегид. А повышенная концентрация ацетальдегида внутри самой клетки изменяет экспрессию более чем 400 генов. Экспрессия части из них подавляется, за счет чего тормозится синтез различных белков и ферментов. Другие гены, наоборот, начинают работать более интенсивно – к примеру, выделяется больше ферментов, способствующих переработке различных сложных ароматических соединений.

Дрожжам не состариться

В целом эффект, который стресс оказывает на клетки дрожжей, как и для более сложных организмов, положительным не назовешь: это старение раньше срока, а иногда и апоптоз, программируемая клеточная смерть.
На встрече микробиологов в Эдинбурге доктор Агустин Аранда рассказал, что его команде удалось последовательным анализом генной экспрессии локализовать ген, отвечающий за отклик на стресс. Это ген, связанный с синтезом ферментов сиртуинов, которые вызывают репрессию генов дрожжевых клеток и тесно связаны с процессом старения. Модификация этого гена позволит улучшить производительность клеток Saccharomyces cerevisiae, продлив их срок службы.
Работа ученых, вероятно, послужит развитию технологий производства вина, однако только им не ограничится. Доктор Аранда считает, что обнаруженные и описанные его командой процессы заинтересуют коллег-биологов из смежных областей: «Наше исследование было нацелено на улучшение техники производства вина, но обнаруженные нами окислительный стресс и старение у дрожжей могут в будущем прояснить роль антиоксидантов, присутствующих в винограде и в виноградном соке».