Evolution of resistance to mechanical damage in yeast

Eksperyment miał na celu wykształcenie oporności na czynnik mechaniczny u organizmu modelowego Saccharomyces cerevisiae. Miała ona przejawiać się zwiększoną przeżywalnością. Jako stresor zastosowano wytrząsanie kultury z piaskiem szklanym. Wykorzystano trzy szczepy: dziki haploid UWOPS, laboratoryjny haploid BY i diploid UWOPS/BY. Wykonano czterdzieści transferów zgodnie z metodą ewolucji eksperymentalnej. Wyniki okazały się zaskakujące. W przypadku szczepu BY pojawiły się nibystrzępki, zaobserwowano również nawet czternastokrotny wzrost przeżywalności drożdży wyewoluowanych w stosunku do przodka. Szczep UWOPS wykazał około dwukrotny wzrost przeżywalności i pewne zmiany w agregowaniu komórek. Z kolei u UWOPS/BY znacznie wzrosła zdolność do tworzenia potężnych i silnie związanych agregatów. Przeżywalność jest w tym ostatnim przypadku trudna do określenia. Nie udało się dotąd wydzielić pojedynczych komórek, co jest niezbędne do sprawdzenia, jak wiele z nich jest zdolnych do formowania kolonii, czyli ciągle żyje. Ogólnym wniosek jest taki, że zastosowany silny czynnik letalny doprowadził do bardzo szybkiej odpowiedzi ewolucyjnej. Ma ona prawdopodobnie różne podłoże genetyczne w różnych szczepach, co widać po radykalnie odmiennych zmianach fenotypowych.

Experiment had a purpose to develop an increased resistance to mechanical damage in the model organism Saccharomyces cerevisiae. It was to be manifested by higher survivability. Stress has been applied by vigorous shaking of the yeast cells mixed with glass grit. Three strains were used: haploid natural isolate UWOPS, haploid laboratory BY and diploid UWOPS/BY. Forty consecutive transfers were conducted in a way typical for experimental evolution. Results were surprising. Strain BY acquired an ability to from pseudohyphae which was accompanied by up to fourteen times higher survivability compared to its ancestor. Strain UWOPS had two times higher survivability than its ancestor and exhibited some changes in flocculation. Large increase in cell to cell adhesion was detected in the diploid strain UWOPS/BY. It resulted in formation of much bigger aggregates. For this strain, survivability was hard to assess because single cells could not be isolated and therefore it was impossible to count how many single cells remained alive and able to form colonies. The main conclusion of this study is that strong, lethal factor can provoke very fast evolutionary response. It is likely that the genetic background of the evolution was different in different strains because the observed phenotypic changes were radically different.