Puuviljakärbes: pisike täht viie Nobeli meditsiinipreemia taga

Pilk Drosophila suurejoonelisele karjäärile geneetikas - pisikesele putukale, kellel on sellele pühendatud lehed maailma mõne mainekama ülikooli ja uurimisinstituudi veebisaitidel.

Drosophila melanogaster on viljakas kasvataja ja lühikese põlvkonnaga ning selle genoomis on vaid neli paari kromosoome.

Mul on puuviljakärbse üle väga hea meel, oli Michael Rosbashi reaktsioon uudisele, et ta jagas kahe teisega 2017. aasta Nobeli meditsiinipreemiat. Kolmik sai auhinna kehakella töö eest - ööpäevane rütm.

Rosbashil on põhjust rahul olla. Alates ajast, mil Columbia ülikooli zooloogiaprofessor Thomas Hunt Morgan alustas oma laboris puuviljakärbse aretamist, et mõista paremini päriliku teabe toona tabamatut edastajat - geeni -, on viljakärbes (Drosophila melanogaster) olnud vahendid hulgaliselt teavet geeni, selle struktuuri, olemuse, funktsiooni ja rolli kohta erinevates haigustes. Tee oli täis Nobeleid; Morgan sai selle 1933. aastal.

Pilk Drosophila suurejoonelisele karjäärile geneetikas - pisikesele putukale, kellel on sellele pühendatud lehed maailma mõne mainekama ülikooli ja uurimisinstituudi veebisaitidel.

Kuidas see kõik algas?

hall ämblik mustade laikudega

Ajal, mil maailm alles avastas Gregor Johann Mendeli, 19. sajandi Austria munga, keda kaua pärast surma hakati pidama geneetika isaks, oli rakubioloog Morgan uskumatu, kui Mendel väitis, et pärilik teave on üksuste kaudu edastatuna alustas ta nende üksuste kohta lisateabe otsimist. Ta hakkas tõugusid kasvatama millalgi 1905. aasta paiku.

Pulgade küljes rippusid kimbud üleküpsenud banaanidest. Kääritatud puuviljade lõhn oli üle jõu käiv ja iga kord, kui Morgan kolis, tõusis laudadelt sumiseva loorina välja pääsenud kärbeste udune. Õpilased nimetasid tema laboratooriumi lendruumiks. See oli umbes sama suur ja sama kuju Mendeli aias - ja ajapikku saab sellest sama ikooniline sait geneetika ajaloos, kirjutab Pullitzeri võitnud autor Siddhartha Mukherjee ajakirjas The Gene. (Mukherjee ise on Columbia dotsent ja Columbia ülikooli meditsiinikeskuse personalivähi arst.) Just selles ruumis avastas Morgan esmakordselt punasilmse kärbse valgete silmadega sülemi hulgast ja tuvastas mutatsiooni või spontaanseid geneetilisi muutusi. loomad. See oli juba taimedes tuvastatud. Kärbsetuba oli paljude aastate jooksul eelkäijaks paljudele sellistele inimestele kogu maailmas, kuna Drosophila säilitas oma staatuse geneetikas hoolimata geenidealastest teadmistest.

Morgan võitis Nobeli preemia avastuste eest, mis puudutasid kromosoomi rolli pärilikkuses.

Miks on Drosophila jäänud enam kui sajandi geneetikute eelistatud valikuks?

Põhjuseid on mitu, kuid kõige olulisem võib -olla on asjaolu, et puuviljakärbse genoomis on vaid 8 kromosoomi (neli paari) - inimestel 46. Seega on puuviljakärbse genoomi lihtsam kaardistada ja mõista isegi siis, kui üksikuid geene ei mõjuta genoomi suurus. Viljakärbse puhul sobib see, et hämmastavalt 60% selle geenidest leidub inimestel sarnasel kujul. Saksamaal asuva uurimisorganisatsiooni Max Planck Society andmetel esineb umbes 75 protsenti teadaolevalt inimeste haigusi põhjustavatest geenidest ka kärbestel. Drosophila omab rohkem kui 90 protsenti geenidest, mis võivad inimestel vähki käivitada.

See on ka viljakas kasvataja; väga lühikese aja jooksul on väga lihtne kasvatada väikeses kastis põlvkondi kärbseid, see kiirus on pärilikkuse kulgemise kroonilises vormistamisel ja selle teabe ekstrapoleerimisel geenide mõistmiseks ülioluline. Kui geenide uurimine jõudis faasi, mil teadlased hakkasid sellega tegelema, et luua paremaid või haigusvabu organisme (eugeenika), leiti, et ka puuviljakärbse genoomi on lihtne muuta, et uurida, kuidas genotüüp (geenitüüp) muudab fenotüüpi ( välimus). Nii jätkus Drosophila seos geneetikaga.

Mitu kärbseteadlast on pärast Morganit Nobeli võitnud?

Morgani õpilaste seas, kes olid koos temaga lennuruumis töötanud, oli ka Herman Muller, kes võitis Nobeli preemia avastuse eest, et viljakärbse geeni võib muuta kiirgus. Muller oli muuseas reisinud Saksamaale Kolmanda Reichi ajal, uskudes, et Berliinist saab uue revolutsiooni asukoht arenevas geneetikateaduses, ning jälgis lähedalt Hitleri katseid eugeenikaga või inimkonna paremaks muutmist. George Beadle, kes võitis koos Edward Tatumiga 1958. aasta Nobeli füsioloogia- ja meditsiinipreemia avastuse eest, et geenid toimivad kindlaid keemilisi sündmusi reguleerides, oli samuti Morgani õpilane Kärbsetoas, 1995. aastal kolm arengubioloogi- Edward B Lewis, Christiane Nusslein- Volhard ja Eric F Wieschaus - pälvisid auhinna selle eest, et avastasid võtmekgeenide rolli viljakärbse embrüo arengus, millel on samuti oluline roll inimese embrüonaalses arengus.

2017. aasta auhind on järjekordne tõend selle kohta, kuidas Drosophila juggernaut rullub edasi geneetikamaailmas

Ülaltoodud artikkel on mõeldud ainult teavitamiseks ja ei ole mõeldud professionaalse meditsiinilise nõustamise asendamiseks. Küsige alati oma arstilt või muult kvalifitseeritud tervishoiutöötajalt juhiseid, kui teil on küsimusi oma tervise või tervisliku seisundi kohta.

mustade tiibadega oranž putukas