Schizosaccharomyces pombe: общие сведения
Дробянковые дрожжи, S. pombe, обнаружены при брожении, связанном с производством пива в субтропических регионах; "pombe", в сущности, и означает "пиво" на языке суахили. S. pombe, в основном, являются гаплоидными (1N) одноклеточными организмами. В богатой питательными веществами среде клетки дикого типа претерпевают митотическое деление приблизительно каждые 2 часа. Но можно использовать целый ряд условий или условных мутантов, чтобы заблокировать клетки на разных стадиях клеточного цикла или синхронизировать клеточные культуры в G1/S, G2 или в метафазе. Это особенно полезно, поскольку фаза G1 у быстро растущих культур очень короткая, и клетки почти немедленно переходят после цитокинеза в фазу S; основная часть клеточного цикла приходится на G2 ( рис. 6.1 ) ( Egel, 2004 ).
Подобно S. cerevisiae , S. pombe может переключаться с одного из противоположных типов спаривания на другой; эти типы спаривания называются Плюс (+) и Минус (-). Типы спаривания эквивалентны диморфным полам у высших эукариот, хотя они гаплоидны. Информация для обоих типов спаривания находится в геноме в виде эпигенетически регулируемых "молчащих" кассет - локуса mat2-Р(+) или локуса mat3-М(-) . Эти "молчащие" локусы обеспечивают генетическую матрицу для идентичности по типу спаривания, но сам тип спаривания определяется тем, какая конкретная информация (+ или -) находится в активном локусе mat1 Переключение информации в активном локусе mat1 (и, следовательно, типа спаривания) происходит путем рекомбинации между "молчащим" локусом и локусом mat1 в соответствии со строгим паттерном ( Egel, 2004 ). В условиях азотного голодания клетки перестают делиться и останавливаются в G1 что активирует половую фазу жизненного цикла - конъюгацию пар клеток + и - с образованием диплоидных зигот ( рис. 6.1 ). После спаривания и слияния ядер происходит премейотическая репликация (увеличивающая содержание ДНК с 2N до 4N), затем происходят спаривание и рекомбинация гомологичных хромосом, и за этим следует редукционное деление мейоза I и эквационное деление мейоза II. Это дает четыре отдельных гаплоидных ядра (1N), которые инкапсулируются в споры, заключенные в аск. Последующее предоставление богатого источника питательных веществ делает возможным прорастание спор и возобновление вегетативного роста и митотического деления клеток.
Были изолированы или сконструированы непереключающиеся дериваты, у которых все клетки относятся либо к "+"-, либо к "-"-типу спаривания. Это облегчает контролируемое спаривание между штаммами разных генотипов. Хотя в норме S. pombe гаплоидны, можно отселектировать диплоидные штаммы. Такие диплоидные клетки могут затем делиться митозом в ходе вегетативного роста до начала азотного голодания, когда они также претерпевают мейоз и образуют "азиготические аски" ( рис. 6.1 ).
