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研究果蝇眼睛可找到对抗癌症新方法
果蝇(研究最广泛的是黑腹果蝇)是生物学研究中最重要的模式生物之一,20 世纪初,Morgan 选择黑腹果蝇作为研究对象,通过简单的杂交及子代表型计数的方法,建立了遗传的染色体理论,奠定经典遗传学的基础并开创利用果蝇作为模式生物的先河。果蝇作为研究人类疾病的模式生物,与哺乳动物不仅在基本的生物学、生理学和神经系统机能等方面比较相似,而且果蝇有其作为模式生物的独特优势。由于其清晰的遗传背景以及简便的实验操作,使其在遗传学、发育生物学、生物化学以及分子生物学等多个领域都占据了不可替代的位置。在整个遗传学发展的演变过程中,果蝇与遗传学相互融合、发展、进步。在不断用于各种遗传实验的过程中,它也极大程度地丰富和更新了遗传学的概念及内容,对于生命科学的发展有着不可磨灭的贡献。随着果蝇全基因组测序工作的完成,它在胚胎发育、基因表达调控、疾病发病机制等方面的研究中正在发挥更大的作用。果蝇幼小的身躯反映的却是科学的大世界。蕴藏着数量惊人的科学信息。生命科学各分支延续发展的同时。在果蝇研究中找到了结合点,而且相互交融渗透。果蝇简单的神经系统、结构精密的信息系统、复杂的行为等特点为研究基因 — 神经(脑)— 行为之间关系的研究提供了理想的动物模型。
罗斯远东联邦大学,俄罗斯蛋白质研究所和日内瓦大学的科学家得出结论,RPS-12蛋白有助于抗癌治疗。人体中的一种名为RPS-12蛋白质可诱发三阴性乳腺癌,可能还导致有其他种类的癌症。研究发现,RPS-12间接影响重要的细胞间信号通路(WNT基因)的激活,而该信号通路在胚胎发育阶段被激活,在健康细胞的成年阶段被关闭,研究人员以果蝇的眼睛为研究对象,相关研究结果已被发表在《科学报告》杂志(Scientific reports)上。
人类疾病的大约70-80%的基因都与果蝇的基因有关。从进化的意义上讲,它们实际上就是相同的基因。
远东联邦大学生物医学院天然化合物药理学实验室主任弗拉基米尔·卡塔纳耶夫解释称,“果蝇的这个基因与人类的WNT基因匹配。 它们在胚胎发育阶段被激活,但在成年时被‘关闭’。但是,基因可以因突变而再次启动,这样会导致细胞繁殖失控,最后的结果就是导致癌症。”这是诱发三阴性乳腺癌和肝癌、肠癌等其他的癌症的原因之一。
科学家们寻找了在发生突变后能激发癌变的基因。为此,他们把人类肿瘤中活跃的基因“插入”到果蝇眼的基因组中,将其激活,并观察果蝇眼情况发展中的潜在缺陷。结果,果蝇眼睛出现萎缩,并呈现镜面状。
研究果蝇眼癌的项目被称为“Humana Fly”。科学家在10多年前就在蛋白质研究所开始了这项研究,目的是寻找新的人类致癌基因。第一阶段的最终实验于2020年进行。目前已经建立了广泛的遗传信息库,用于随后寻找导致出现癌症的物质和机制。
果蝇的眼睛用于实验并非巧合,它是一个很好的研究模型。果蝇眼有着复杂且多阶段的发育方式。人类已知的几乎所有信号传导途径和细胞机制在其发育的各个阶段均被激活。基于此,科学家建议,任何人类致癌基因,如果“移植”到果蝇的眼睛中,都会导致其发育受到影响。一只眼睛受损的果蝇可活到成年,这意味着只需通过显微镜研究昆虫,就可以观察疾病的发展。