Mucha owocowa: mała gwiazda za pięcioma nagrodami Nobla w medycynie

Spojrzenie na spektakularną karierę Drosophila w genetyce, maleńkiego owada, który ma poświęcone mu strony na stronach internetowych jednych z najbardziej prestiżowych uniwersytetów i instytutów badawczych na świecie.

Drosophila melanogaster jest płodnym hodowcą i ma krótki czas generacji, a jej genom ma tylko cztery pary chromosomów.

Bardzo się cieszę z muszki owocowej – brzmiała reakcja Michaela Rosbasha na wiadomość o tym, że podzielił Nagrodę Nobla z medycyny 2017 z dwoma innymi osobami. Trio otrzymało nagrodę za pracę nad zegarem biologicznym — rytmem dobowym.

Rosbash ma powody do zadowolenia. Od czasu, gdy Thomas Hunt Morgan, profesor zoologii na Uniwersytecie Columbia zaczął hodować muszki owocowe w swoim laboratorium, aby lepiej zrozumieć nieuchwytny wówczas przekaźnik informacji dziedzicznych – gen – muszka owocowa (Drosophila melanogaster) jest sposób wydobycia dużej ilości informacji o genie, jego strukturze, naturze, funkcji i roli w różnych chorobach. Droga była usiana Noblami; Morgan dostał jeden w 1933 roku.

Spojrzenie na spektakularną karierę Drosophila w genetyce, maleńkiego owada, który ma poświęcone mu strony na stronach internetowych jednych z najbardziej prestiżowych uniwersytetów i instytutów badawczych na świecie.

brązowy pająk z żółtymi kropkami

Jak to wszystko się zaczęło?

W czasach, gdy świat wciąż odkrywał Gregora Johanna Mendla, dziewiętnastowiecznego austriackiego mnicha, którego długo po śmierci uważano za ojca genetyki, Morgan, biolog komórkowy, początkowo nie dowierzał twierdzeniu Mendla, że ​​informacje dziedziczne są przekazywane przez jednostki, rozpoczął poszukiwania dalszych informacji o tych jednostkach. Zaczął hodować czerwie około 1905 roku.

Z patyków zwisały kiście przejrzałych bananów. Zapach sfermentowanych owoców był przytłaczający, a mgiełka much, które uciekły, unosiła się ze stołów jak brzęczący welon za każdym razem, gdy Morgan się poruszał. Studenci nazywali jego laboratorium Fly Room. Był mniej więcej tego samego rozmiaru i kształtu w ogrodzie Mendla – i z czasem stał się równie kultowym miejscem w historii genetyki, pisze zwycięska autorka Pullitzera Siddhartha Mukherjee w The Gene. (Sam Mukherjee jest adiunktem na Uniwersytecie Columbia i lekarzem onkologem w Centrum Medycznym Uniwersytetu Columbia.) To właśnie w tym pokoju Morgan po raz pierwszy odkrył czerwonooką muchę wśród roju z białymi oczami i zidentyfikował mutację lub spontaniczne zmiany genetyczne w Zwierząt. Został już zidentyfikowany w roślinach. Fly Room był poprzednikiem wielu takich na całym świecie przez wiele lat, ponieważ Drosophila utrzymywała swój status gwiazdy w genetyce pomimo cudownej ewolucji wiedzy o genach.

czarno-brązowa, rozmyta gąsienica

Morgan zdobył Nagrodę Nobla za swoje odkrycia dotyczące roli chromosomu w dziedziczności.

Dlaczego Drosophila pozostaje preferowanym wyborem genetyków od ponad wieku?

Powodów jest kilka, ale być może najważniejszym jest fakt, że genom muszki owocowej ma tylko 8 chromosomów (cztery pary) — ludzie mają 46. Dlatego genom muszki owocowej jest łatwiejszy do zmapowania i zrozumienia, nawet jeśli zachowanie i natura na poszczególne geny nie ma wpływu wielkość genomu. To, co działa na muszkę owocową, to fakt, że zdumiewające 60% jej genów znajduje się u ludzi w podobnej formie. Według Towarzystwa Maxa Plancka, organizacji badawczej z siedzibą w Niemczech, około 75 procent genów, o których wiadomo, że powodują choroby u ludzi, występuje również u much. Drosophila posiada ponad 90 procent genów, które mogą wywołać raka u ludzi.

rodzaje cytryn ze zdjęciami

Jest także płodnym hodowcą; bardzo łatwo jest hodować pokolenia much w małym pudełku w bardzo krótkim czasie, szybkość, która jest kluczowa w kronikowaniu przebiegu dziedziczności i ekstrapolacji tych informacji na zrozumienie genów. W miarę jak badanie genów przeszło do fazy, w której naukowcy zaczęli majstrować przy nich, aby stworzyć lepsze lub wolne od chorób organizmy (eugenika), odkryto, że łatwo jest również zmodyfikować genom muszki owocowej, aby zbadać, w jaki sposób genotyp (typ genu) zmienia fenotyp ( wygląd zewnętrzny). W ten sposób kontynuowano związek Drosophila z genetyką.

Ilu naukowców zajmujących się muchami zdobyło Nobla od czasu Morgana?

Wśród uczniów Morgana, którzy pracowali z nim w Fly Room, był Herman Muller, który otrzymał Nagrodę Nobla za odkrycie, że gen muszki owocowej może zostać zmieniony przez promieniowanie. Muller przypadkowo podróżował do Niemiec w czasach Trzeciej Rzeszy w przekonaniu, że Berlin będzie siedzibą nowej rewolucji w rodzącej się nauce genetyki i obserwował z bliska eksperymenty Hitlera z eugeniką lub doskonaleniem rasy ludzkiej. George Beadle, który wraz z Edwardem Tatumem zdobył w 1958 roku Nagrodę Nobla w dziedzinie fizjologii i medycyny za odkrycie, że geny działają poprzez regulowanie określonych zdarzeń chemicznych, był także uczniem Morgana w Fly Room. W 1995 roku trzech biologów rozwoju — Edward B Lewis, Christiane Nusslein- Volhard i Eric F Wieschaus — zdobyli nagrodę za odkrycie roli kluczowych genów w rozwoju zarodka muszki owocowej, które odgrywają również kluczową rolę w rozwoju embrionalnym człowieka.

Nagroda 2017 jest kolejnym dowodem na to, jak Drosophila juggernaut rozwija się w świecie genetyki

Powyższy artykuł służy wyłącznie celom informacyjnym i nie ma na celu zastąpienia profesjonalnej porady medycznej. Zawsze zwracaj się o poradę do swojego lekarza lub innego wykwalifikowanego pracownika służby zdrowia w przypadku jakichkolwiek pytań dotyczących Twojego zdrowia lub stanu zdrowia.