Нерозлучна супутниця генетичних досліджень, вона також є космічною мандрівницею
Плодова або оцтова муха, Drosophila melanogaster. Ось так відома ця маленька комаха з геномом, дуже схожим на людський, і це невід’ємна частина історії генетичних досліджень. Настільки, що NASA направило лабораторію плодових мух на Міжнародну космічну станцію (МКС) для дослідження реакції імунної системи на тривалі космічні польоти.
Здавна відомо, що здатність космонавтів протистояти хворобам слабшає в космосі. Виявляється, те саме відбувається з плодовими мухами. Насправді дрозофіли були відправлені на орбіту Землі на борту космічного човника Discovery в 2006 році, і було виявлено зниження імунної функції. Політ човника був відносно коротким, лише 13 днів, але астронавти, які подорожують до Марса та інших віддалених місць, залишатимуться в космосі набагато довше. Тож важливо знати, як ці тривалі подорожі можуть вплинути на захист мандрівників.
Постійне середовище проживання плодової мухи на міжнародній космічній станції дозволяє дослідникам проводити дослідження, безпосередньо пов’язані з цими тривалими космічними польотами. Вивчення імунної системи космонавтів може бути складним, оскільки кожен астронавт має свій власний генетичний код. Натомість мухи, які відправляються в космос, генетично ідентичні. Центрифуга піддає дрозофілу еквіваленту земного тяжіння, що дозволяє дослідникам зрозуміти вплив випромінювання та гравітації.
Плодова муха - це невеликий організм довжиною близько 3 міліметрів, який росте на стиглих плодах. Це також один з найцінніших організмів у біологічних дослідженнях, зокрема в генетиці та біології розвитку. Дрозофіла використовується як модель організму вже більше століття, і навіть сьогодні тисячі вчених працюють над різними аспектами. Доросла муха має частину чорного та частково коричневого тіла, червоні очі і, як і інші комахи, складається з голови, грудної клітки та черева. Через невеликий розмір для спостереження за цими деталями необхідно використовувати збільшувальне скло або мікроскоп.
Життєвий цикл
Муха дрозофіла проходить стадії яйцеклітини, личинки, лялечки і, нарешті, дорослої комахи. Тривалість його життєвого циклу залежить від декількох факторів навколишнього середовища, таких як температура та вологість. При температурі 25 градусів Цельсія та відносній вологості повітря 60% цикл D. melanogaster від яйця до дорослої людини становить близько 10 днів, тоді як при 20 градусах для завершення потрібно 15 днів.
Яйце дрозофіли має довжину близько півміліметра. Після запліднення потрібен один день, щоб ембріон перетворився на червоподібну личинку.
Личинки живляться і ростуть безперервно, линяючи на 1, 2 і 4 день після вилуплення з яйцеклітини (перший, другий і третій період). Через два дні в третьому личинковому віці він ще раз линяє і стає лялечкою, яка більше не може рухатися.
Лялечка повністю перетворює своє тіло протягом чотирьох днів, і утворюється крилата доросла особина, яка з’являється з панцира, коли метаморфоз закінчений. Як тільки доросла людина виходить з лялечки, крила розправляються і сохнуть, живіт стає більш округлим, а колір тіла стає темнішим. Доросла особина плідна через дванадцять годин після виходу з лялечки.
Навіщо працювати з «дрозофілами» у класі?
Як і багато інших комах, Drosophila melanogaster зазнає повної метаморфози за дуже короткий проміжок часу. Їх життєвий цикл починається, коли самка відкладає до 500 яєць на шкірку стиглих фруктів або інших продуктів. Через 24 години після кладки з’являється маленька личинка, яка живиться плодами близько трьох днів. За ці три дні він проходить три стадії, які називаються стадіями. В кінці личинкової стадії він проходить стадію лялечки ще чотири дні і виходить дорослим.
Плодова муха - це простий організм для обробки, а також, після стількох років досліджень, її біологія добре відома. Він невеликий за розміром, життєвий цикл становить близько двох тижнів, доступний для обслуговування, і дає дуже велике потомство. У його генах також виникають численні мутації, і весь його геном вже був секвендований. Оскільки важко спостерігати за плодовою мухою в нормальному стані, оскільки вона дуже маленька і багато рухається, вона дуже добре працює, знеболюючи її та спостерігаючи за допомогою лупи або мікроскопа.