mundo


На перший погляд можна подумати, що люди та плодові мухи не мають нічого спільного, але зовнішність може бути оманливою.

У цих двох видів не тільки 70% однакових генів, що викликають хвороби, вони також мають багато однакових органів.

Ця схожість, разом з їх коротким терміном життя та здатністю до швидкого розмноження, робить їх безцінними для вчених, які вивчають гени та хвороби.

Але якщо врахувати, що такі дрібні ссавці, як миші, мають набагато більше генів з людиною, то виникає питання, чому плодові мухи так широко використовуються в лабораторіях.

Генетично модифікований

Плодові мухи можуть бути генетично модифіковані для розвитку деяких захворювань людини. Одні спричинили сечокам’яну хворобу, інші діабет, а треті були відправлені в космос.

Ці змінені мухи можуть також розмножуватися протягом декількох поколінь.

Нещодавно спільнота вчених плодових мух зібралася на щорічній дослідницькій конференції з питань дрозофілії в Американському товаристві генетиків, щоб поділитися своїми знаннями про те, як плодові мухи можуть допомогти людині.

Група дослідників представила відео про те, як ці комахи спричинили камені в нирках.

Більшість каменів у нирках складаються із сполуки, яка називається оксалат кальцію. Хоча нирка у плодової мухи простіша, ніж у людини, вона виконує подібну функцію.

Коли мухи харчуються їжею з високим вмістом оксалату, вони хворіють на камені в нирках, як і люди.

"Вперше в історії нам вдалося побачити форму каменю в нирках. Ми знаємо, як страждають люди, тому неетично спричиняти такий біль тваринам, але, схоже, камені не впливають на мух", - говорить Джуліан Доу, професор Університету Глазго, Великобританія, та автор дослідження.

"Тепер ми можемо використовувати цих мух для тестування нових препаратів проти каменів, які згодом застосовуватимуться у людей".

Одна з перших виявлених мух-мутантів, яку за кольором очей назвали Розада, розробила варіант, дуже схожий на камінь у нирках людини.

Доктор Майкл Ф. Ромеро з клініки Мейо співпрацював над дослідженням і знайшов спосіб уповільнити утворення каменів у нирках, блокуючи ген, відповідальний за транспортування оксалату. Ромеро вважає, що після періоду випробувань це відкриття може бути застосовано до людей.

"Я б назвав це поступальною наукою. Це фізіологія. Ми можемо рухатися вперед із часом, використовуючи організм, який виконує ті самі функції, що і людина, але робить це швидше", - говорить він.

Інше дослідження виявило ключові гени, які можуть виявити, чи муха близька до смерті.

Професор Джон Тауер з Університету Південної Кароліни очолив дослідження, яке намагається виявити гени, що пояснюють довголіття.

Там сказано, що гени та послідовності, що регулюють тривалість життя мух, дуже схожі на гени людей.

"Ми сподіваємось, що основна генетична причина старіння у плодових мух та людей однакова, оскільки пошкодження та погіршення тканин подібні".

Але він додає, що від відкриття хімічної речовини, яка працює в мухах, до комерціалізації препарату для людини, доведеться зробити багато кроків.

Відносна простота використання генетичних інструментів, які дозволяють вченим маніпулювати мухами, дуже важлива, говорить Тімоті Уелл з Оксфордського університету.

"Ми можемо легко і творчо контролювати та маніпулювати їх генами. Роблячи це, ми можемо виявити, що відбувається, якщо ми мутуємо ген, який має відношення до хвороби, яку ми досліджуємо".

Космічні мухи

Професор Карл Туммель з Медичного факультету університету штату Юта використовує плодові мухи для вивчення метаболічних порушень у людей.

Він каже, що мухи є вірною копією людської системи і що, поклавши мух на дієту з високим вмістом цукру, вони стискають симптоми діабету 2 типу.

Подібним чином, якщо мухи отримують дієту з високим вмістом жиру, їх жир збільшується.

"Ми можемо використовувати мух для вивчення молекулярної основи людського метаболізму, як нормального, так і ненормального. Ці дослідження дозволяють нам досягти рівня детального розуміння, яке неможливе при дослідженні людини", - говорить він.

Але він додав, що плодові мухи та люди "явно мають різні завдання, щоб вижити", тому не всі аспекти його досліджень застосовні до людини.

Навіть вчені з американського космічного агентства NASA відправили плодових мух у космос.

Доктор Шарміла Бхаттачарья з дослідницького центру НАСА виявила, що плодові мухи, які подорожували в космос, показали зниження імунної системи, життєво важливе для захисту їх від вторгнення мікробів.

Експерименти, проведені в минулому з кров’ю космонавтів, показали, що деякі з цих самих змін можуть відбутися і у людей.

"Перевага цих мух полягає в тому, що ми маємо систему, яка працює як модель, і яка може дати нам докази подібних змін у людей".

Від простого до складного

Але обгрунтованість будь-чого, про що дізналися з такої простішої системи, як муха, тоді повинна бути перевірена на більш складних системах.

Такі ретельно контрольовані дослідження неможливі на людях, каже Бхаттачарья, але дослідники можуть ідентифікувати деякі гени, які найбільше постраждали від космічних подорожей, і тим самим допомогти підготувати астронавтів до їх тривалих планетних досліджень у космосі.

Плодова муха швидко розмножується і менш ніж за два тижні переходить з яйця в дорослий стан. Самки можуть відкласти до 100 яєць за один день, що дає можливість виростити багато поколінь за меншими витратами і швидше, ніж експерименти з мишами, вартість яких в середньому становить 26 доларів США.

І геном плодової мухи міг би бути змінений більше разів, ніж геном інших багатоклітинних тварин, таких як миші, говорить професор Туммель.

"Це дозволило нам зрозуміти деталі деяких біологічних механізмів на рівні роздільної здатності, який неможливий для інших тварин, що використовуються як моделі".

Доктор Уелл вважає, що дослідження плодових мух "допомагають створити основу для розуміння, яка призведе безпосередньо до лікування хвороб людини в майбутньому.

"Крім того організму, який ми використовуємо як модель, метою усього наукового співтовариства є досягнення поліпшення здоров'я людини", - сказав він.