мухата


На пръв поглед може да си помислите, че хората и плодовите мухи нямат нищо общо, но външният вид може да заблуди.

Двата вида не само споделят 70% от едни и същи болестотворни гени, но също така имат много от едни и същи органи.

Тази прилика, заедно с краткия им живот и способността да се размножават бързо, ги прави безценни за учените, изучаващи гени и болести.

Но ако вземем предвид, че малките бозайници като мишки споделят много повече гени с хората, възниква въпросът защо плодовите мухи се използват толкова широко в лабораториите.

Генетично модифициран

Плодовите мухи могат да бъдат генетично модифицирани, за да развият някои човешки заболявания. Някои са причинили камъни в бъбреците, други диабет, а трети са изпратени в космоса.

Тези променени мухи също могат да се размножават в продължение на няколко поколения.

Наскоро общността на учените на плодовите мухи се събра на годишната конференция за изследване на дрозофилията в Американското общество за генетика, за да сподели своите идеи за това как плодовите мухи могат да помогнат на хората.

Група изследователи представиха видео за това как тези насекоми са причинили камъни в бъбреците.

Повечето камъни в бъбреците са изградени от съединение, наречено калциев оксалат. Въпреки че бъбрекът на плодова муха е по-прост от този на човек, той изпълнява подобна функция.

Когато мухите се хранят с храна с високо съдържание на оксалат, те се разболяват от камъни в бъбреците точно като хората.

"Това беше първият път в историята, че успяхме да видим камъни в бъбреците. Знаем как хората страдат, така че е неетично да причиняваме тази болка на животните, но изглежда камъните не засягат мухите", казва Джулиан Дау, професор в Университета в Глазгоу, Великобритания, и автор на изследването.

"Сега можем да използваме тези мухи, за да тестваме нови лекарства срещу камъни, които по-късно ще бъдат използвани при хората.".

Една от първите открити мутантни мухи, наречена Rosada заради цвета на очите си, разработи вариант, много подобен на човешкия бъбречен камък.

Д-р Майкъл Ф. Ромеро от клиниката Майо си сътрудничи при изследването и намери начин да забави образуването на камъни в бъбреците, като блокира гена, отговорен за транспортирането на оксалат. Ромеро вярва, че след период на тестване това откритие може да се приложи и върху хората.

"Бих нарекъл това транслационна наука. Това е физиология. Можем да продължим напред във времето, използвайки организъм, който изпълнява същите функции като човека, но го прави по-бързо", казва той.

Друго проучване идентифицира ключови гени, които могат да разкрият дали една муха е близо до смъртта.

Професор Джон Тауър от университета в Южна Каролина ръководи изследването, което се опитва да открие гените, които обясняват дълголетието.

Там се казва, че гените и последователностите, които регулират продължителността на живота на мухите, са много сходни с тези на хората.

"Надяваме се, че основната генетична причина за стареенето е една и съща при плодовите мухи и хората, тъй като увреждането и влошаването на тъканите е сходно.".

Но добавя, че от откриването на химикал, който действа при мухи, до комерсиализацията на лекарство за хората, ще трябва да се предприемат много стъпки.

Относителната лекота на използване на генетичните инструменти, които позволяват на учените да манипулират мухите, е много важна, казва Тимъти Уел от университета в Оксфорд.

"Ние сме в състояние да контролираме и манипулираме техните гени по лесен и креативен начин. По този начин можем да открием какво се случва, ако направим мутация в ген, който е от значение за болестта, която изследваме.".

Космически мухи

Професор Карл Тумел от Медицинския факултет на Университета в Юта използва плодови мухи за изследване на метаболитните нарушения при хората.

Той казва, че мухите са вярно копие на човешката система и че като поставят мухите на диета с високо съдържание на захар, те свиват симптомите на диабет тип 2.

По същия начин, ако мухите се хранят с високо съдържание на мазнини, телесните им мазнини се увеличават.

"Можем да използваме мухи, за да изследваме молекулярните основи на човешкия метаболизъм, както нормален, така и ненормален. Тези изследвания ни позволяват да достигнем ниво на подробно разбиране, което не е възможно с човешки изследвания", казва той.

Но той добави, че плодовите мухи и хората „очевидно имат различни предизвикателства, с които да се справят, за да оцелеят“, така че не всички аспекти на неговите изследвания са приложими за хората.

Дори учени от американската космическа агенция НАСА са изпратили плодови мухи в космоса.

Д-р Шармила Бхатачаря от изследователския център на НАСА откри, че плодовите мухи, пътували в космоса, показват намаляване на имунната им система, жизненоважно за защитата им от нахлуване на микроби.

Експерименти, направени в миналото с кръвта на астронавтите, показват, че някои от същите промени могат да се появят и при хората.

„Предимството на тези мухи е, че имаме система, която работи като модел и която може да ни даде доказателства за подобни промени при хората“.

От просто до сложно

Но валидността на всичко, научено от по-проста система като муха, трябва да бъде тествана в по-сложните системи.

Такива внимателно контролирани проучвания не са възможни при хора, казва Bhattacharya, но изследователите са в състояние да идентифицират някои от гените, най-засегнати от космическите пътувания, и по този начин да помогнат за подготовката на астронавтите за техните дълги планетарни изследвания в космоса.

Плодовата муха се размножава бързо и за по-малко от две седмици преминава от яйцето в зряло състояние. Женските могат да снасят до 100 яйца за един ден, което прави възможно отглеждането на много поколения на по-ниска цена и по-бързо от експериментирането с мишки, които струват средно 26 щ.д.

А геномът на плодовата муха може да бъде променен повече пъти, отколкото този на други многоклетъчни животни като мишки, казва професор Тумел.

"Това ни позволи да разберем детайлите на някои биологични механизми на ниво резолюция, което не е възможно при други животни, използвани като модели.".

Д-р Уел вярва, че изследванията върху плодовите мухи „помагат да се създаде основа за разбиране, която да доведе директно до лечението на човешките заболявания в бъдеще.

"Отвъд организма, който използваме като модел, целта на цялата научна общност е да се постигне подобряване на човешкото здраве", каза той.