Biologen Paul Rowley täcker hemligheterna av mördarejäst och smarta svampmedel

Älskare av god mat och dryck överallt kommer att bli förvånad över att lära sig det Saccharomyces cerevisiae - En art av jäst som möjliggör den läckra jäsningen som finns i våra favoritmatgrupper av öl, bröd och vin - är kroniskt infekterad med virus. Många av dem. Faktum är att även några forskare som har spenderat sin karriär som studerar denna organism är omedvetna om detta faktum, säger Paul Rowley, jästvirusexpert och biträdande professor vid Idaho universitet.

"I någon cell kan du få upp till nio olika typer av virus som smittar cellen," berättar han Omvänd.

Det är förvånande, men det finns inget att oroa sig för. Din öl är säker, och jäst är inte riktigt sjuk. Så få människor uppmärksammar dessa virus eftersom de under de flesta förhållanden inte gör så mycket. Till skillnad från virusen är vi mer vana vid att de inte reproducerar inuti en cell tills det spricker och dör, så att de kan flytta vidare till nya värdar. Istället sprider de sig genom cellkön - när två haploida jästceller kommer ihop som en. Virusen fungerar bra när deras värdar gör det bra, så egenskaper som skulle skada värdmiljön är inte i deras evolutionära. De är de super vanliga och nästan helt godartade STD: erna av jästvärlden - som herpes om herpes inte ibland bröt ut i klåda sår och dödliga cancerformer.

Här är vridningen: Under en mycket specifik omständighet går virusen från godartade till hjälpsamma och emitterar toxiner som är ofarliga för den infekterade värden men dödliga för vissa andra jästar och svampar, vilket gör värdcellen till en så kallad "mördarejäst. "Genom att rensa ut tävlingen, hjälper viruset sig - och därmed själv - att lyckas.

Det är ett bisarrt fenomen, och ett som ännu inte helt är uppskattat av forskare. Men om vi kunde låsa upp hemligheterna hos dessa mördare jästsystem skulle det kunna förändra världen, säger Rowley.

"Vi slår faktiskt" bakterier ", verkligen, i kort tid med antibiotika. vi har aldrig slagit svampar någonsin ", säger Rowley." De har alltid varit där, och de har alltid varit genomgripande i sin attack av våra grödor och vår försörjning. Miljarder dollar av grödor går förlorade varje år på grund av antingen svampinfektion före skörd eller förstöring efter skörd."

Med utgångspunkt från de naturligt förekommande toxinerna som produceras av dessa mördarejäst kan det vara möjligt att utveckla penicillinet i svampvärlden, bara bättre. I stället för att torka ut alla typer av svampar i en miljö, kan dessa toxiner teoretiskt konstrueras för att specifikt rikta sig mot organismen som orsakar problem, samtidigt som mikrober bidrar till ett hälsosamt ekosystem.

Föreställ dig effektiva och riktade vapen mot potatissköld, som sprider hungersnöd genom Europa på 1800-talet, eller kastanjblod som avlivade det amerikanska kastanjeträdet till nära utrotning på 20-talet. Dessa dagar har svampsjukdom spridit sig i djurriket på ett stort sätt, hotande bin, fladdermus och amfibier i många delar av världen med sin existens. Konsekvenserna för ekosystem, livsmedelsförsörjning och människors hälsa som härrör från dessa förluster är enorma.

Drömmen om smarta fungicider som riktar sig mot dessa hot kan uppnås i Rowleys livstid, säger han. Men först måste forskare göra den typ av grundläggande experiment som kommer att leda till en bättre förståelse av hur mördare jästar fungerar. Det briljanta med dessa toxiner är att de är proteinbaserade, vilket innebär att alla tricks av genteknik kan användas för att manipulera och anpassa dem - en seriös fördel.

Men det finns en lång väg att gå. Här är hur smal en uppsättning omständigheter krävs för att få en mördarejäst för att uppvisa sin mördaregenskaper. Det tar en jäst som är infekterad med ett visst virus, och då måste viruset infekteras med ett visst satellitvirus. Det är det satellitvirus som producerar toxinet, och utan alla dessa bitar i ordning har du inte mördarejäst.

För att ha mördarejäst måste du också ha en sak att bli dödad. Ett givet toxin kommer bara att fungera på specifika organismer - ibland även inom samma art kommer vissa stammar att vara sårbara för ett givet mördarjästsystem, och forskare är ännu inte säkra på varför det är eller hur man skiljer ut de känsliga stammarna från osårbar.

Nu, om du har rätt mördarjäst och rätt måljäst, kommer inget att hända om du inte har rätt miljöförhållanden. toxinerna arbetar bara inom ett smalt intervall av pH och temperatur.

Men om du får allt detta rätt, händer magiken. Rowley demonstrerar detta för eleverna och världen i stort genom att täcka en petriskål med ett tunt lager av jästbelastningen som är känslig för toxinet. Ovanpå målar han på mördare jäststammen i den klassiska icosahedralformen av en viral kapsid. När kulturen utvecklas, ska mördarjästarna göra bra och hämma tillväxten i närliggande områden. Mediet färgas med metylenblått och koncentrerar sig i celldödsregionerna och visar i en tydlig bild en mördares signatur.

"Jag älskar det", säger Rowley. "Ofta har forskare inte möjlighet att verkligen visa, med bra grafik, vad de gör. Det är alltid geler och färglösa vätskor, och saker som så. Men det här är faktiskt en vacker platta-baserad analys som vi kan använda för att se på interaktionen mellan viruset och värden."

Det är roligt vetenskap, men det kan också en dag leda till en revolution i hur vi hanterar jordbruk och miljöer. I framtiden kan vi människor komma över deras besatthet med sterilisering och kontroll, och väljer istället att bjuda in den mikrobiella världen, beväpnad med bra verktyg mot otäcka inkräktare.

"Svampar och bakterier, de kommer alltid att hitta sätt att bli resistenta; det är bara ett faktum, säger Rowley. "Det finns många sätt att svampar kan bli resistenta mot dessa toxiner. Men frågan är, om vi förstår vad dessa mekanismer är, så kan vi bekämpa dem också. Vi kan vara kloka på hur vi gör det här."