Изследвайте мухата на обществото на Макс Планк
Учените от Макс Планк използват плодови мухи за изучаване на процесите на стареене, деменция и основни процеси в мозъка, наред с други неща - удивителни за организъм, който е само на месец и чийто мозък се състои от „само“ 250 000 нервни клетки. Но стареенето се случва по-бързо при краткотрайната дрозофила и сравнително просто структуриран мозък е по-лесен за изучаване. Освен това експериментите с дрозофила юридически не са експерименти с животни.
Анти-стареене за мухи
Учени от Института по биология на стареенето „Макс Планк“ са разработили нова храна за мухи, в която могат да сменят всички компоненти поотделно. Те успяха да покажат, че ниската концентрация на аминокиселината метионин в диетата удължава продължителността на живота на мухите. Сега изследователите използват своите открития от изследвания на мухите, за да разработят нови, оптимизирани диети за мишки.
Изследователите също така установиха, че мухите живеят по-дълго, когато определен сигнален път в клетките им е по-малко активен. Животните със съответна мутация не само живеят по-дълго, но като цяло са по-здрави в напреднала възраст: Те спят по-добре и са по-добре защитени срещу много свързани с възрастта заболявания. Мишките и хората също имат този така наречен инсулин/мишена на сигналния път на рапамицин. Ето защо не е изненадващо, че хората с определени варианти на сигналния път също живеят средно по-дълго.
Учените от Макс Планк също демонстрират удължаващия живота ефект на активните вещества, които инхибират сигналния път при мухите: мухите, хранени с траметиниб, живеят до дванадесет процента по-дълго. Активната съставка вече се използва в медицината като лекарство срещу рак на кожата. Следователно веществата, които влияят върху инсулина/целта на сигналния път на рапамицин, също могат да удължат живота при хората.
Литиевият стабилизатор на настроението също удължава живота на мухите: животните живеят с 16 процента по-дълго, ако им се дават малки дози от активната съставка, използвана за лечение на депресия. По-рано беше неизвестно как действително работи литият. С помощта на мухите изследователите сега са открили две молекули, върху които активните съставки могат да атакуват, за да забавят процеса на стареене: така наречените гликоген синтаза киназа-3 (GSK-3) и NRF-2. Последният се намира в червеи, мухи и бозайници и предпазва клетките от увреждане. Според учените GSK-3 може да бъде мишена за лекарства, които влияят на процеса на стареене.
Комбинацията от литий, траметиниб и имунния регулатор рапамицин дори удължава живота на мухите с почти 50 процента. Следователно лекарствата, които комбинират ниски дози от няколко фармацевтични активни съставки, могат евентуално да предпазват от свързани с възрастта заболявания.
Полет с деменция
Учени от Института по биология на остаряването „Макс Планк“ са надарили мухите с мутация, която хората с фронтотемпорална деменция и амиотрофна странична склероза (ALS) също имат. Те успяха да покажат, че някои протеини от мутиралия ген C9orf72 убиват нервните клетки в мозъка на мухата. Тези токсични протеини се намират и в нервните клетки на пациентите с ALS и вероятно също играят важна роля при хората.
Решения в мозъка на мухата
Изследователи от Института по невробиология на Макс Планк са открили област в мозъка на мухата, която мухите използват, за да вземат решения. Така наречените гъбни тела са учебни центрове, които оценяват сензорните впечатления и след това вземат бързи решения. По този начин те потискат вроденото отвращение на мухите към въглеродния диоксид, когато се появява заедно с миризмата на храна. Тогава газът, който сам по себе си е токсичен, показва наличието на презрели плодове.
Това не означава, че мухите губят отвращението си към въглеродния диоксид завинаги - адаптация, която вероятно е жизненоважна за оцеляването и която също помага на нас, хората, да оценим сензорните впечатления. Например, миризмата на хищници създава инстинктивен страх. Ние не губим този страх, дори ако вече сме виждали много хищни животни в зоопарка без страх. И тук мозъкът изглежда сравнява и стига до различни заключения в зависимост от обстоятелствата.
Големи мухи: като баща като син
Според учени от Института по имунобиология и епигенетика Макс Планк плодовите мухи предават промени в метаболизма си от баща на син. По този начин богат на захар празник преди чифтосването може да има последици за плодовата муха и нейното потомство: Мухите са по-склонни към наднормено тегло. Диетата на бащите активира гени, които могат епигенетично да променят генетичния материал. Тези промени се наследяват и контролират активността на гените за липиден метаболизъм в следващото поколение.
Изследователите също откриха подобна генна мрежа при хора и мишки, която увеличава податливостта към затлъстяване. Изследователите оцениха данните от проучвания върху индианците Пима - племе от местно население в Северна Америка, чиито роднини често са с наднормено тегло - и еднояйчни близнаци. Според това хората с наднормено тегло имат същия генен подпис като плодовите мухи. Възприемчивостта към високо телесно тегло също се увеличава при хората, когато някои гени са епигенетично модифицирани.