El biòleg Paul Rowley descobreix els secrets del llevat assassí i els fungicides intel·ligents

Els amants del bon menjar i de la beguda a tot arreu es sorprendran de saber-ho Saccharomyces cerevisiae - Una espècie de llevat que permeti la deliciosa fermentació que trobem als nostres grups preferits de cervesa, pa i vi, està infectada crònicament amb virus. Molts d'ells. De fet, fins i tot alguns científics de la investigació que han passat la seva carrera estudiant aquest organisme no coneixen aquest fet, diu Paul Rowley, expert en virus de llevat i professor assistent de la Universitat d’Idaho.

"En qualsevol cel·la, podeu tenir fins a nou tipus diferents de virus que infecten la cèl·lula", explica Invers.

És sorprenent, però no hi ha res per preocupar-se. La cervesa està segura i el llevat no està gaire malalt. Així, poques persones presten atenció a aquests virus, ja que en la majoria de les condicions no fan gaire res. A diferència dels virus més acostumats, no es reprodueixen a l'interior d'una cel·la fins que esclata i mor, permetent-los passar a nous amfitrions. En comptes d'això, es propaguen a través del sexe cel·lular: quan dues cèl·lules de llevat haploides es reuneixen com a una. Els virus donen bons resultats quan els seus amfitrions fan bé, de manera que les característiques que danyarien l’entorn de l’host no estan en el seu desenvolupament. i càncers mortals.

Heus aquí el gir: en un conjunt de circumstàncies molt específiques, els virus van de benignes a útils i emeten toxines que són inofensives per a l’host infectat però que són mortals per a altres llevats i fongs, convertint la cèl·lula amfitriona en un anomenat "llevat assassí. ”En esborrar la competència, el virus s'aconsegueix –i, per tant, en si mateix– per tenir èxit.

És un fenomen estrany, que encara no s’entén completament pels científics. Però si poguéssim desbloquejar els secrets d’aquests sistemes de llevats assassins, podria canviar el món, diu Rowley.

"Essencialment," batem "els bacteris, realment, per un curt període de temps, amb antibiòtics; Mai hem batut fongs ", diu Rowley" Sempre han estat allà i sempre han estat dominats pel seu atac dels nostres cultius i dels nostres mitjans de vida. Es perden milers de dòlars de dòlars de cultius cada any a causa de la pre-collita de les infeccions per fongs o la deterioració després de la collita."

A partir de les toxines naturals produïdes per aquests llevats assassins, pot ser possible desenvolupar la penicil·lina del món fúngic, només millor. En lloc de netejar tot tipus de fongs en un entorn, aquestes toxines podrien, en teoria, ser dissenyades per orientar de manera molt específica l’organisme causant problemes, deixant els microbis contribuint a un ecosistema saludable il·lès.

Imagineu armes efectives i dirigides contra la malaltia de la patata, que difon la fam a través d’Europa al segle XIX, o una plaga de castanyes, que va matar al castanyer nord-americà fins a la pràctica extinció al segle XX. En aquests dies, la malaltia fúngica s'ha estès al regne animal de manera important, amenaçant abelles, ratpenats i amfibis a moltes parts del món amb la seva pròpia existència. Les conseqüències dels ecosistemes, el subministrament d’aliments i la salut humana que resulten d’aquestes pèrdues són enormes.

El somni de fungicides intel·ligents dirigits contra aquestes amenaces es podria aconseguir en la vida de Rowley, diu. Però, primer, els científics han de fer el tipus d’experimentació bàsica que permetrà entendre millor com funcionen els llevats assassins. El brillant d'aquestes toxines és que es basen en proteïnes, la qual cosa significa que tots els trucs de l’enginyeria genètica es poden utilitzar per manipular-los i adaptar-los: un avantatge seriós.

Però hi ha molt camí per fer. A continuació, s’explica per què un conjunt de circumstàncies és necessari per aconseguir que un llevat assassí mostri la seva característica assassina. Es necessita un llevat infectat amb un determinat virus i, a continuació, aquest virus ha de ser infectat amb un determinat virus de satèl·lit. És el virus satèl·lit que produeix la toxina, i sense totes aquestes peces en ordre, no teniu llevat assassí.

Per tenir un llevat assassí, també heu de tenir una cosa per matar. Una toxina donada només funcionarà en organismes específics: de vegades fins i tot dins de la mateixa espècie només determinades soques seran vulnerables a un sistema de llevats assassí determinat, i els científics encara no saben per què és això o com es diferencien les soques sensibles del invulnerable.

Ara, si teniu el llevat correcte i el llevat adequat, no passarà res si no teniu les condicions ambientals adequades; les toxines només funcionen en un rang estret de pH i temperatura.

Però, si teniu tot això bé, passa la màgia. Rowley ho demostra als estudiants i al món general cobrint una petri plat amb una capa fina de la soca de llevat que és sensible a la toxina. A la part superior, pinta a la soca de llevat assassí en, per exemple, la forma clàssica icosaèdrica d'una càpsida viral. A mesura que es desenvolupa la cultura, els llevats assassinats han de fer-ho bé i inhibir el creixement en àrees properes. El mitjà es tenyeix de blau de metileno i es concentra a les regions de la mort cel·lular, mostrant en clara imatge la signatura d’un assassí.

"M'encanta", diu Rowley. "Sovint, els científics no tenen la capacitat de mostrar realment, amb bons gràfics, el que fan. Sempre són gels i líquids incolors i coses així. Però en realitat es tracta d’un bell assaig basat en plaques que podem utilitzar per mirar la interacció entre el virus i l’amfitrió ”.

És una ciència divertida, però un dia també podria provocar una revolució en la manera de gestionar l’agricultura i els entorns. En el futur, els humans podríem fins i tot superar la seva obsessió per l'esterilització i el control, i optar per convidar el món microbià, armat amb bones eines contra intrusos desagradables.

"Fongs i bacteris, sempre van a trobar maneres de fer-se resistents; és només un fet ", diu Rowley. "Hi ha moltes maneres en què els fongs poden arribar a ser resistents a aquestes toxines. Però la pregunta és que, si entenem què són aquests mecanismes, també podem combatre'ls. Podem ser intel·ligents sobre com fem això ".