Наука Кажется, что у обыкновенной плодовой мушки и человека не может быть ничего общего, но внешность обманчива. Эти два вида не только имеют 70 процентов общих генов, вызывающих заболевания, но также их основные органы очень похожи.
Это сходство, а также сравнительно короткая продолжительность жизни мушек и их способность быстро размножаться, делает эти создания бесценными для научных исследований генетики и болезней.
Вы можете посчитать, что мелкие млекопитающие, вроде мышей, могут иметь гораздо больше генетического сходства с человеком, почему же ученые предпочитают выбирать для своей работы именно плодовых мушек?
Генно-инженерные организмы
Плодовые мушки подвергаются генным манипуляциям, чтобы вызвать появление тех же болезни, что и у человека - некоторым дают камни в почках, другим диабет, а третьих даже отправляют в космос. Созданные методами генетической инженерии мушки сохраняют способность воспроизводиться во многих поколениях.
Не так давно состоялась исследовательская конференция Американского Общества Генетиков, посвященная мушкам дрозофилам, на которой ученые предложили свои варианты того, каким образом мушка может помочь человеку.
В одном из исследований ученые попробовали сформировать у мушек камни в почках. Большинство камней в почках человека состоит из компонента оксалата кальция. Хотя почки мушек, конечно, намного проще человеческих, они выполняют те же функции. Когда мушки питаются пищей с высоким содержанием оксалата, у них образуются камни.
"Впервые в истории медицины ученые смогли увидеть, как образуются камни. Мы знаем, какими болезненными они могут быть, поэтому тесты на животных проведены не были. Насекомых эти камни, как оказалось, не так сильно беспокоят, - говорит профессор Джулиан Дау (Julian Dow) из Университета Глазго. – Сегодня мы можем испытать новые лекарства на насекомых, которые смогут блокировать образование камней".
У одних из первых мутантов мушки, получивших название "Роузи" из-за розового цвета глаз, была обнаружена очень редкая человеческая болезнь почек, при которой образуются ксантиновые камни в почках.
Исследователи из Клиники Мао, которые сотрудничали с учеными в этом вопросе, нашли способ замедлить образование камней, блокируя ген, отвечающий за транспортировку оксалата. Они уверены, что со временем этот способ можно будет применить и на людях.
"Я бы назвал это "переводной наукой". Это физиология. Мы можем быстрее что-то исследовать, используя для этого организмы, имеющие такие же функции, что и человек, но которые работают гораздо быстрее", - сказал доктор Майкл Ф. Ромеро (Dr Michael F Romero) из Клиники Мао.
Другое исследование помогло выделить гены почек, которые могут сказать, когда мушка близка к смерти. Ученые из Университета Южной Каролины таким способом планируют открыть человеческие гены, которые отвечают за долголетие. Они сообщили, что гены и химические реакции, которые регулируют жизненный цикл мушек, имеют множество параллелей с генами и реакциями у человека.
Хотя ученые подчеркивают, что еще предстоит немало работы, чтобы найти химическое вещество, которое имеется у мушек, чтобы разработать лекарства для человека. Важно то, что мушки легко позволяют ученым манипулировать генетическим материалом, давая быстрые результаты.
Мушки-диабетики
Профессор Карл Туммел (Carl Thummel) из Медицинской Школы Университета Юты использовал плодовых мушек для моделирования нарушения обмена веществ у человека. Он сказал, что мушки могут прекрасно имитировать человеческую систему и если держать их на рационе с высоким содержанием сахара, у них появляются симптомы диабета 2-го типа.
Более того, сахар также приводил к повышению индекса массы тела у насекомых. "Мы можем использовать мушек для изучения молекулярной основы нормального и ненормального метаболизма. Эти исследования могут дать нам ту информацию, которую невозможно получить с помощью исследования человека", - говорят ученые.
Некоторые аспекты исследований нельзя применить к человеку из-за того, что у мушек и человека имеются определенно разные проблемы, которые касаются выживаемости, добавили ученые.
Мушки-космонавты
Ученые НАСА отправили плодовых мушек в космос. В результате исследований выяснилось, что у них ухудшились функции врожденного иммунитета, которые являются жизненно важными в борьбе против поражающих микробов.
Предыдущие исследования крови, взятой у космонавтов, подтверждают, что у человека наблюдаются очень похожие изменения. Все, что ученым удается увидеть у простых организмов, можно отнести и к более сложным системам, вроде человеческой.
Некоторые исследования провести на человеке невозможно, но исследователи смогли точно определить некоторые гены, которые больше всего пострадали из-за космических полетов. Это может помочь ученым подготовить космонавтов для длительных межпланетных космических путешествий в будущем.
Плодовые мушки очень быстро размножаются: они проходят возрастные стадии от яйца до взрослой особи менее, чем за 2 недели. Самки могут откладывать до 100 яиц в день, что позволяет следить за поколениями намного быстрее и легче, чем за поколениями мышей.
Геном плодовых мушек можно изменить больше, чем геном других многоклеточных, таких как мыши.
Обыкновенные плодовые мушки
-- Взрослые особи достигают в длину 3 миллиметра и питаются гнилыми фруктами
-- Самка мушки может откладывать до 100 яиц ежедневно
-- Примерно за 10 дней мушка превращается во взрослую особь
-- Плодовые мушки имеют примерно 15 тысяч генов, когда как человек – 20 тысяч
-- Мушки стоят намного дешевле, например, одна мышь соответствует по цене 1 тысячи плодовых мушек
