Daran-Lapujade的實(shí)驗(yàn)室向酵母細(xì)胞引入了一種特性，這種特性由人類無(wú)法離開(kāi)的10個(gè)基因集合所調(diào)控；它們攜帶著一種被稱為代謝途徑的過(guò)程的藍(lán)圖，這種代謝途徑分解糖來(lái)收集能量并在肌肉細(xì)胞內(nèi)產(chǎn)生細(xì)胞構(gòu)建塊。由于這一機(jī)制涉及許多疾病--包括癌癥，所以修改后的酵母可以用于醫(yī)學(xué)研究。
Daran-Lapujade說(shuō)道：“現(xiàn)在我們了解了整個(gè)過(guò)程，醫(yī)學(xué)家們可以將這種人性化的酵母模型作為藥物篩選和癌癥研究的工具?！?/span>
人類和酵母是相似的
根據(jù)Daran-Lapujade的說(shuō)法，酵母和人類之間有很多相似之處。“這似乎很奇怪，因?yàn)榻湍甘且詥渭?xì)胞形式生存的，而人類由一個(gè)復(fù)雜得多的系統(tǒng)組成，但細(xì)胞的運(yùn)作方式非常相似。”
因此，科學(xué)家們經(jīng)常將人類基因轉(zhuǎn)移到酵母中。因?yàn)榻湍赋チ巳梭w中可能存在的所有其他相互作用，它創(chuàng)造了一個(gè)干凈的環(huán)境，研究人員可以在其中分析一個(gè)單一的過(guò)程。
Daran-Lapujade指出：“跟人體細(xì)胞或組織相比，酵母是一種神奇的生物體，因?yàn)樗纳L(zhǎng)簡(jiǎn)單且它的遺傳易得性：它的DNA可以很容易地被修改以解決基本問(wèn)題。許多關(guān)鍵性的發(fā)現(xiàn)如細(xì)胞分裂周期都是由于酵母而被闡明的?！?/span>
人性化的酵母
Daran-group Lapujade's之前成功地設(shè)計(jì)了人工染色體，其被作為一個(gè)DNA平臺(tái)運(yùn)作以在酵母中構(gòu)建新功能。他們想測(cè)試一下，加入幾個(gè)人類基因和完整的代謝途徑，他們能走多遠(yuǎn)，細(xì)胞是否還能作為一個(gè)整體運(yùn)作。
“如果我們把控制人類肌肉的糖分消耗和能量生產(chǎn)的同一組基因加入到酵母中會(huì)怎么樣？”Daran-Lapujade提問(wèn)道，“我們能在酵母中把這樣一個(gè)重要而復(fù)雜的功能人性化嗎？”
對(duì)于博士生和共同第一作者Francine Boonekamp和Ewout Knibbe來(lái)說(shuō)，工程化的酵母出奇地簡(jiǎn)單?！拔覀儾恢皇菍⑷祟惢蛞浦驳浇湍钢校覀冞€刪除了相應(yīng)的酵母基因并用人類肌肉基因完全取代它們。你可能認(rèn)為你不可能將酵母的版本跟人類的版本進(jìn)行交換，因?yàn)樵谌祟惡徒湍讣?xì)胞中，這是一個(gè)如此特殊和嚴(yán)格調(diào)節(jié)的過(guò)程。但它像一個(gè)魅力一樣發(fā)揮作用！”Daran-Lapujade解說(shuō)道。
進(jìn)一步的人性化
通過(guò)跟Barbara Bakker教授的實(shí)驗(yàn)室（格羅寧根大學(xué)醫(yī)學(xué)中心）的合作，研究人員利用了實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的人類組織細(xì)胞以比較了人類基因在酵母中的表達(dá)和在原生人類肌肉環(huán)境中的表達(dá)。在酵母中產(chǎn)生的人類酶和在其原生人類細(xì)胞中產(chǎn)生的人類酶的特性非常相似，這支持了新的人源化酵母作為人類細(xì)胞模型的價(jià)值。
這一個(gè)過(guò)程只是人類新陳代謝的一小部分。酵母和人類細(xì)胞之間還有許多類似的過(guò)程，可以在人源化酵母中進(jìn)行研究。雖然Daran-Lapujade專注于工程酵母的基礎(chǔ)和技術(shù)方面，因此不打算自己研究人源化酵母的應(yīng)用，但她希望跟其他有興趣使用該工具的科學(xué)家進(jìn)行合作。
“這只是一個(gè)起點(diǎn)，我們可以進(jìn)一步使酵母人性化，一步一步地在酵母中建立起更復(fù)雜的人類環(huán)境，”她說(shuō)道。
