Wydział Biologii i Biotechnologii UWM: Muszka owocowa a rozwój medycyny

niedziela, 19 maja 2019

Muszka owocowa a rozwój medycyny

A fruit fly (Drosophila melanogaster) feeding off a banana.

Autor Sanjay Acharya licencja Creative Commons

Widok latającej muszki owocowej nad leżącym na stole kawałkiem jabłka czy cytryny jest nierzadko spotykanym zjawiskiem. Kojarzy się on raczej z irytacją, a kończy się próbą wytępienia tych niewielkich, w sumie niegroźnych owadów. Patrząc na taką malutką, fruwającą nad kuchennym stołem muszkę i czując do niej coraz większą niechęć, warto skierować myśli na inne tory i zastanowić się czy faktycznie to zwierzę jest dla człowieka tylko uciążliwą kwestią. Okazuje się bowiem, że to właśnie ona – muszka owocowa jest kluczem, który otworzył drzwi rozwojowi medycyny i nauk biologicznych.

Przedstawicielka rzędu muchówek – muszka owocowa (Drosophila melanogaster) jest organizmem modelowym głównie w badaniach z dziedziny genetyki. Genetyka jest nauką, która określa podstawy funkcjonowania organizmów. To w genach zapisane są informacje o anatomii, morfologii czy fizjologii każdego żywego organizmu. Nieprawidłowości występujące w genomie (np. mutacje) warunkują występowanie jednostek chorobowych, dlatego bliższe poznanie genetyki pozwala na określenie podłoża różnych schorzeń. Przekłada się to na rozwój nauk medycznych, pogłębienie wiedzy, opracowania coraz nowszych metod terapii i zapobiegania. Muszki posiadają wiele zalet, które pozwalają na wykorzystanie jako organizmu modelowego do takich badań. Ich hodowla nie jest skomplikowana, rozmnażają się wydajnie i szybko, a poza tym posiadają tylko cztery pary chromosomów, w tym jedną parę chromosomów płci. Wybitny badacz – Thomas Morgan prowadził swoje doświadczenia właśnie z udziałem tych niewielkich owadów. Opracowana przez niego chromosomowa teoria dziedziczności doprowadziła go do uzyskania Nagrody Nobla w 1933 roku. Udowodnione przez niego twierdzenie, że chromosomy są nośnikami genów jest jednym z dogmatów biologii.

W kolejnych latach hodowla muszek owocowych w laboratoriach genetycznych i przeprowadzanie badań z ich udziałem było na porządku dziennym. Skądinąd, tak jest do dzisiaj. Współcześnie, jednym z najbardziej przełomowych w ostatnich latach odkryć było scharakteryzowanie genu p53, który okazał się być supresorem nowotworowym. Aby określić rolę tego genu potrzeba było wielu lat doświadczeń, w części których również muszka owocowa odegrała swoją rolę. Jak się okazało, regulator apoptozy komórek – gen p53 jest czynnikiem obecnym zarówno u muszki, jak i u człowieka.

Pierwsze całkowite zsekwencjonowanie genomu dotyczy właśnie opisywanej muchówki. Określenie sekwencji nukleotydów w DNA daje naukowcom szansę na obserwację tego, co dzieje się w kolejnych pokoleniach tych małych organizmów. Możliwe jest zatem wykrywanie mutacji i ich fenotypowych skutków. A mutacje dotyczą zarówno organizmu owada, jak i człowieka. Mechanizmy mutagenezy zachodzące u muchówek są nierzadko analogiczne do tych, które spotykane są u ludzi. Obserwacja zmian w genomie muszek zatem może nas przybliżyć do tego co dzieje się w genomie ludzkim.

Jednak poza tym, że zmiany w genomach muszki i człowieka mogą być zbliżone, okazuje się że sama sekwencja nukleotydowa genomu muszki jest częściowo taka jak sekwencja genomu ludzkiego. Co więcej, niektóre sekwencje nukleotydowe człowieka związane z chorobami mają swoje odpowiedniki u muszki. Nic dziwnego zatem, że muszka owocowa jest tak chętnie wykorzystywanym organizmem modelowym w wielu laboratoriach na świecie.

Wkład muszki owocowej w rozwój nauki jest nie do przecenienia. Świat naukowy zawdzięcza tak wiele tym małym owadom. Badania naukowe pozwalają na pogłębianie wiedzy, a wykorzystanie w nich organizmów modelowych pozwala poznać prawdę o nas samych. A wydawać by się mogło, że poza zamiłowaniem do słodkiego wina, człowiek i muszka owocowa nie mają nic wspólnego.

Jolanta Szpakowska
biologia medyczna

Na podstawie: