https://bodybydarwin.com
Slider Image

BeerSci: Quin és l’ingredient clau de la cervesa sobre els nostres propis genomes

2020

El millor amic del cerveser

Microcraf de l'electrònic de digitalització i congelació d'alta pressió de Saccharomyces cerevisiae.

Conegueu Saccharomyces cerevisiae la humil llevat de la cervesa i la co-deïtat resident als esforços cervesers de BeerSci.

Els humans han estat explotant la capacitat de fermentació de S. cerevisiae durant milers d’anys. Sense ella no tindríem cervesa, pa ni vi. A més dels seus usos en la producció d’aliments, S. cerevisiae també és una eina increïble per a la biologia molecular i cel·lular, que està ajudant els científics a analitzar les regles de com funcionen les nostres cèl·lules i obtenir pistes sobre el que passa a nivell molecular quan les coses van. mal.

Molt del que entenem sobre els processos cel·lulars eucariotes i l’expressió gènica eucariota, vam aprendre estudiant S. cerevisiae.

Això passa perquè S. cerevisiae és una de les cèl·lules eurcariotes més senzilles: cèl·lules com les que formen el vostre gos, les vostres plantes domèstiques o el vostre barman local. De fet, el 1996 S. cerevisiae es va convertir en el primer eucariota que va seqüenciar el seu genoma. Segons la base de dades del genoma de Saccharomyces, el genoma de S. cerevisiae té uns 12.100.000 parells de bases i uns 6.600 marcs de lectura oberts (és a dir, llocs del genoma que possiblement podrien contenir un gen).

Segur que la majoria de vosaltres recordeu que hi ha dos tipus generals de cèl·lules: procariotes i eucariotes. Això no és un nucli "i" té un nucli ". Tot això és cert, però les diferències entre els dos tipus de cèl·lules són molt més profundes que aquestes. Les bacteries - procariotes - organitzen el seu material genètic de forma totalment diferent (i molt més senzilla) ) més que no pas els eucariotes. Els procariotes solen tenir un fragment d'ADN per a un genoma (normalment circular) i alguns trossos addicionals, anomenats plàmids, donant un cop de peu al citosol. Aquests plàmids són realment útils per fer coses com compartir gens entre els bacteris i la forma en què una espècie de bacteris resistent als antibiòtics pot passar al llarg de la resistència als antibiòtics a un munt de soques no relacionades amb bacteris dels teus intestins. Els gens dels bacteris es solen llegir exactament tal com es troben al DNA, de la manera com estàs llegint aquesta frase. No hi ha grups de cartes que intervenen per a desordenar les coses.

D'altra banda, els eucariotes agrupen tot el DNA (i el tenen molt) en un complex proteïna-ADN anomenat cromatina, i després es desemboca en cromosomes individuals. A més, els gens estan construïts de manera que han de ser processats fortament abans que mai puguin "codificar" una proteïna funcional. Molt del que entenem sobre els processos cel·lulars eucariotes i l’expressió gènica eucariota, vam aprendre estudiant la mecànica molecular de S. cerevisiae .

Per què em dedico a tot això? Perquè quan vaig estar a la investigació del genoma de S. cerevisiae per esbrinar quins lògics o altres factors són responsables, diguem-ne, les qualitats productores d’èster del llevat britànic ale o els perfils de tolerància a la calor i d’alta atenuació dels llevats saison, jo vaig trobar alguna cosa tan divertit que volia escriure sobre això. Vaig trobar un article del número 20 de maig de 2010 de Nature que descriu com els biòlegs i informàtics de la Universitat de Washington havien determinat com es podrien disposar els cromosomes en una cèl·lula normal de llevats i com aquesta organització podria afectar l'expressió gènica. Amb el temps, això podria tenir conseqüències en la manera d’entendre l’expressió gènica humana.

Una mica de rerefons: Una de les troballes més sorprenents de la darrera dècada és que no només es tracta del gens que afecta el maquillatge físic i químic d'un organisme, sinó de com importen aquests gens en cromatina. Per a un camp que va pensar durant més d’un segle que els gens són rei, aquest és un resultat boig i un dels meus preferits de la memòria recent.

Però també resulta que no només importa l’embalatge gènic, sinó que també fa la col·locació del cromosoma al nucli. Penseu-hi d'aquesta manera: si teníeu una màquina Xerox i un temps determinat, el més probable és que us faci xerox els documents més propers a vosaltres, en lloc d'arrossegar aquesta màquina a l'oficina per copiar alguna cosa lluny. Això és el que fa l’organització dels cromosomes: no importa si dos gens estan aproximadament entre ells en una línia lineal de “genoma” si acaben a mig camí del nucli l’un de l’altre. En canvi, també és important si les zones de dos cromosomes totalment diferents es troben acollidores una al costat de l’altra al nucli - obteniu moltes còpies de productes gènics de regions cromosòmiques adjacents els uns als altres. El document en qüestió va detallar com els investigadors van poder mirar tots els loci del cromosoma espacialment adjacents mitjançant un mètode relativament nou per crear biblioteques d’ADN d’aquestes interaccions, per després mapar i modelar com interactuaven els 16 cromosomes del nucli de S. cerevisiae. un altre.

Vaig parlar amb un dels autors del document, William Noble, sobre el mètode i els resultats. Un dels resultats més sorprenents (i inicialment preocupants) del treball va ser la diferència del cromosoma XII dels altres cromosomes. Les dades demostraven que, a diferència dels altres, XII tenia una enorme dimensió que interactuava amb gairebé cap altra cosa. Noble va dir que tant ell com el seu col·lega que va analitzar l’anàlisi es preocupaven que hi hagués un artefacte a les dades, fent que el cromosoma XII fos diferent quan no ho fos. Però un altre examen va descobrir la resposta: a diferència de tots els altres cromosomes, el XII es troba parcialment en una gran estructura anomenada nucli, on es fa l’ARN ribosòmic. El nucli actua com una barrera de manera que els braços del cromosoma no es poden apropar els uns dels altres, una mena de com és difícil donar-li una abraçada a un lluitador d’humor sense els braços extensius de l’inspector Gadget.

Els investigadors també van descobrir que la majoria de les interaccions entre cromosomes van ocórrer en llocs adjacents als centròmers. I, potser no és sorprenent, els llocs coneguts per codificar ARNt, sense importar-los on es trobaven en un cromosoma, tendien a associar-se a clústers, i es va localitzar aquest nucli al nucli. Té sentit que els gens de l’ARNt s’agruparan en una zona on es produeix la traducció activa i la síntesi de proteïnes.

Després de conversar sobre les troballes del document, Noble i jo vam parlar de les possibles implicacions. Altres estudis han suggerit (i aquest els reforça) que l'ordenament nuclear, com s'organitzen els cromosomes en el nucli, afecta efectivament la manera com s'expressen els gens en la seva existència quotidiana d'un organisme. La història que hi ha darrere "ets un producte dels teus gens" s'està tornant més molesta al mes. S'han realitzat estudis similars sobre altres genomes, inclosos els humans, però com que aquests genomes són grans i complexos, no és possible obtenir la mateixa resolució que va obtenir el grup de la Universitat de Washington amb el llevat en infància.

mitja plantilla

Embalatge nuclear

Dues visions de l’organització espacial dels cromosomes a S. cerevisiae. Tingueu en compte que la màquina verda es desemboca en un costat. Aquesta és la part del cromosoma XII del nucli. Els dos braços que s'allunyen són les zones de poca interacció que es veuen en el diagrama de Circos.

Ja res, això no té res a veure amb la cervesa. Però de la mateixa manera que caure pel forat del wiki de vegades porta a descobriments interessants, excavar desenes de treballs científics sobre el genoma del llevat condueix a altres descobriments interessants.

Per tornar-ho a fer a la producció de cervesa, aquí teniu una recepta similar a una per a una cervesa elaborada al mateix temps que els científics europeus van redescobrir el treball de Gregor Mendel sobre "discretes unitats d'herència". El vam modelar després del KK del 15 de novembre de 1901 pel projecte Pretty Things Ale, basat en una recepta per a una cervesa elaborada a Londres el seu dia homònim. És una recepta parcial de purines perquè el Team BeerSci no disposa d'equips per assolir una gravetat objectiu de 1.079 en un lot de 5 galons de tot gra.

INGREDIENTS
4 lliures Maris Otter
1 lliura de malt marró
10 oz de cristall 120
Cristall de 80 oz
1 oz de malt de xocolata
4 lliures DME lleuger
2 lliures invertit núm. 3

Afegiu 2, 5 quilos de DME a la crema de foc per mantenir la gravetat en ebullició i augmentar la utilització del llúpol.
Golding East Kent d’1, 5 oz i centenari de 0, 15 oz - 90 minuts
Goldz East Kent Golding i 0, 5 oz Cross Bramling - 60 minuts
Goldz East Kent Golding i 1, 5 oz Cross Bramling - 30 minuts
Wyeast London III (1318)

INSTRUCCIONS
Cremallera al cap de 2 setmanes i sec en sec a 1 sec. d'EKG i un aparell de Cross Bramling.

La cervesa va acabar més lleugera que el 15 de novembre de 1901 KK ale que va servir d’inspiració per a aquest (més d’un color xocolata que d’un marró fosc), però no deixava de ser un bon hivern al 8, 1% ABV.

La setmana que ve: el genoma de l’ordi va descodificar!
Segueix BeerSci a Twitter. @BeerSci

Els científics "van anar maleducats" i van dissenyar genèticament dos nadons humans, o almenys ho van afirmar

Els científics "van anar maleducats" i van dissenyar genèticament dos nadons humans, o almenys ho van afirmar

Creus que tens alguna commoció?  La FDA diu que no hi ha cap aplicació per això.

Creus que tens alguna commoció? La FDA diu que no hi ha cap aplicació per això.

Les articulacions sorolloses no són perilloses, així és com fan el seu pop

Les articulacions sorolloses no són perilloses, així és com fan el seu pop