Populārākas Posts
Augļu muša: sīkā zvaigzne aiz piecām Nobela prēmijām medicīnā
Ieskats iespaidīgajā Drosophila karjerā ģenētikā - sīkajā kukaiņā, kuram ir veltītas lapas dažu pasaules prestižāko universitāšu un pētniecības institūtu tīmekļa vietnēs.
Drosophila melanogaster ir ražīgs selekcionārs, un tam ir īss paaudzes laiks, un tā genomā ir tikai četri hromosomu pāri. Esmu ļoti gandarīts par augļu mušu, bija Maikla Rosbaša reakcija uz ziņu, ka viņa ir sadalījusi 2017. gada Nobela prēmiju medicīnā ar vēl divām. Trio saņēma balvu par darbu pie ķermeņa pulksteņa - diennakts ritma.
Rosbašam ir iemesls būt apmierinātam. Kopš laika, kad Kolumbijas universitātes zooloģijas profesors Tomass Hants Morgans savā laboratorijā sāka audzēt augļu mušas, cenšoties labāk izprast tolaik nenotveramo iedzimtās informācijas pārraidītāju - gēnu -, augļu muša (Drosophila melanogaster) ir bijusi līdzekļi, lai atklātu daudz informācijas par gēnu, tā struktūru, dabu, funkciju un lomu dažādās slimībās. Ceļš bija pilns ar Nobeliem; Morgans to ieguva 1933. gadā.
Ieskats iespaidīgajā Drosophila karjerā ģenētikā - sīkajā kukaiņā, kuram ir veltītas lapas dažu pasaules prestižāko universitāšu un pētniecības institūtu tīmekļa vietnēs.
Kā tas viss sākās?
Laikā, kad pasaule vēl atklāja Gregoru Johanu Mendeļu, 19. gadsimta austriešu mūku, kurš vēl ilgi pēc nāves tika uzskatīts par ģenētikas tēvu, šūnu biologs Morgans sākumā neticēja Mendela apgalvojumam, ka iedzimtība ir nosūtīts caur vienībām, sāka meklēt vairāk informācijas par šīm vienībām. Viņš sāka audzēt kukaiņus kaut kad ap 1905. gadu.
melns kāpurs ar dzeltenām svītrām un sarkanu galvu
No nūjiņām karājās pārgatavojušies banānu ķekari. Raudzētu augļu smarža bija nepārspējama, un izbēgušo mušu dūmaka pacēlās no galdiem kā dārdošs plīvurs katru reizi, kad Morgans pakustējās. Studenti viņa laboratoriju nosauca par mušu istabu. Tā bija aptuveni tāda paša izmēra un formas Mendela dārzā - un ar laiku tā kļūs par tikpat ikonisku vietu ģenētikas vēsturē, raksta Pulicera uzvarētāja autore Siddhartha Mukherjee The Gene. (Pats Mukherjē ir Kolumbijas docents un Kolumbijas Universitātes Medicīnas centra personāla vēža ārsts.) Tieši šajā telpā Morgans pirmo reizi starp baru atklāja sarkano acu mušu ar baltām acīm un konstatēja mutāciju vai spontānas ģenētiskas izmaiņas dzīvnieki. Tas jau bija identificēts augos. Lidotava bija daudzu šādu priekštecis visā pasaulē vēl vairākus gadus, jo Drosophila saglabāja savu zvaigžņu statusu ģenētikā, neskatoties uz brīnišķīgo zināšanu attīstību par gēniem.
Morgans ieguva Nobela prēmiju par atklājumiem par hromosomas lomu iedzimtībā.
Kāpēc Drosophila vairāk nekā gadsimtu ir bijusi vēlamā ģenētiķu izvēle?
Ir vairāki iemesli, bet vissvarīgākais varbūt ir fakts, ka augļu mušas genomā ir tikai 8 hromosomas (četri pāri) - cilvēkiem ir 46. Tādējādi augļu mušas genomu ir vieglāk kartēt un saprast pat tad, ja genoma lielums neietekmē atsevišķus gēnus. Augļu mušai der tas, ka pārsteidzoši 60% tās gēnu ir atrodami cilvēkiem līdzīgā formā. Saskaņā ar pētniecības organizācijas Max Planck Society datiem, kas atrodas Vācijā, aptuveni 75 procenti gēnu, kas, kā zināms, izraisa cilvēku slimības, sastopami arī mušās. Drosophila ir vairāk nekā 90 procenti gēnu, kas var izraisīt vēzi cilvēkiem.
Tas ir arī ražīgs selekcionārs; ir ļoti viegli izaudzināt mušu paaudzes nelielā kastītē ļoti īsā laikā, tas ir ātrums, kam ir izšķiroša nozīme iedzimtības gaitas hronoloģijā un šīs informācijas ekstrapolācijā gēnu izpratnē. Kad gēnu izpēte pārgāja līdz fāzei, kad zinātnieki sāka ar to nodarboties, lai radītu labākus vai no slimībām brīvus organismus (eigēnika), tika konstatēts, ka ir viegli modificēt augļu mušu genomu, lai izpētītu, kā genotips (gēna tips) maina fenotipu ( ārējais izskats). Tādējādi turpinājās Drosophila saistība ar ģenētiku.
Cik daudz mušu zinātnieku ir ieguvuši Nobela prēmiju kopš Morganas?
Starp Morgana studentiem, kuri kopā ar viņu bija strādājuši mušu telpā, bija Hermans Mullers, kurš ieguva Nobela prēmiju par atklājumu, ka augļu mušas gēnu var mainīt starojums. Starp citu, Millers trešā reiha laikā bija devies uz Vāciju, uzskatot, ka Berlīne būs jaunās revolūcijas vieta jaunajā ģenētikas zinātnē, un bija vērojis Hitlera eksperimentus ar eigēniku vai cilvēces uzlabošanu. Džordžs Bībls, kurš kopā ar Edvardu Tatumu ieguva 1958. gada Nobela prēmiju fizioloģijā un medicīnā par atklājumu, ka gēni darbojas, regulējot noteiktus ķīmiskos notikumus, bija arī Morgana students mušu telpā, 1995. gadā trīs attīstības biologi- Edvards B Lūiss, Kristiāna Nussleina- Volhards un Ēriks F Višausi - ieguva balvu par to, ka atklāja galveno gēnu lomu augļu mušas embrija attīstībā, kuriem arī ir izšķiroša nozīme cilvēka embriju attīstībā.
2017. gada balva ir vēl viens pierādījums tam, kā Drosophila juggernaut darbojas ģenētikas pasaulē