Дрожжевые клетки оптимизируют свой геном в ответ на окружающую среду

Исследователи из Института Бабрахама и Кембриджского центра системной биологии показали, что дрожжи могут модифицировать свой геном, чтобы использовать избыток калорий в окружающей среде и достичь оптимального роста.

Способность ощущать доступность питательных веществ и действовать соответственно — критический процесс для всех организмов. Изменение поведения в ответ на питательные вещества может происходить на многих уровнях. Исследование, опубликованное в PNAS, показывает, что дрожжи идут дальше и фактически изменяют свой геном для оптимального функционирования в текущей среде.

Гены, кодирующие рибосомы — фабрики по производству белков в клетках, — требуют огромных ресурсов для синтеза. TOR — это сигнальный путь, который координирует скорость роста в ответ на доступность питательных веществ и контролирует скорость синтеза рибосом. Он консервативен от дрожжей до млекопитающих.

В статье в PNAS исследователи показывают, что TOR также реагирует на избыток калорий, запуская путь, который увеличивает количество генов рибосомной ДНК в геноме. Дрожжи с субоптимальным набором генов рибосомной ДНК воспринимают нормальную среду как содержащую избыток калорий, потому что им трудно производить достаточно рибосом. Сигналинг TOR реагирует на этот избыток и инициирует амплификацию генов рибосомной ДНК.

Амплификация генов рибосомной ДНК обеспечивает долгосрочное, наследуемое увеличение мощности синтеза рибосом, что позволяет достичь оптимальной скорости размножения и наилучшим образом использовать доступные питательные вещества.