Подписаться на новости
  • Сенатор
  • ООО "Ай Вао"
  • Vitacoin

Болезни растут, как на дрожжах

Человеческие болезни начали изучать на дрожжах и растениях
Алексей Тимошенко, GZT.RU

Изучать болезни человека можно не только на животных, но и на растениях и даже дрожжах. Биологи представили обзор, посвященный необычным методам исследования болезней.

Журнал Proceedings of the National Academy of Sciences выложил в свободный доступ обзорную статью (Kriston L. McGary et al., Systematic discovery of nonobvious human disease models through orthologous phenotypes), подготовленную биологами из Университета Техаса (США). Исследователи рассматривают в ней так называемые модельные организмы, при помощи которых можно изучать природу различных заболеваний, причем исследования проводились не на уже привычных трансгенных мышей, а на растениях и дрожжах.

Пороки развития и растения

Казалось бы, чтобы исследовать причины человеческих болезней, необходимо работать непосредственно с больными. Однако если набрать в поисковой системе PubMed словосочетание Alzheimer disease («болезнь Альцгеймера»), то мы увидим, что в немалой части работ объектом исследования выступали мыши, а не люди. Аналогичные результаты дадут и многие другие болезни.

Дело в том, что многие болезни и врожденные расстройства связаны с неправильной работой генов, которая приводит к дефициту или избытку определенных белков, нарушению их нормального функционирования и, как следствие, к сбоям на уровне всего организма. И если взять мышь, лишить ее определенных генов или встроить в ее организм новые гены, предположительно связанные с развитием болезни, то по состоянию грызуна можно будет определить генетическую основу заболевания.

На человеке такие эксперименты, естественно, невозможны – как с этической, так и технической точки зрения. А мыши быстро размножаются, сравнительно просты в содержании, и их геном уже давно научились изменять в ту или иную сторону. С этической точки зрения вопросов к опытам на мышах куда как меньше, чем в случае с экспериментами на обезьянах, тем более что от одной зарезанной в лаборатории мыши пользы человечеству будет больше, чем от сотни потравленных городских грызунов в подвалах.

Но если известно, что определенные гены могут быть причиной тех или иных нарушений, то что мешает исследовать их и в других организмах? Этот вопрос медики и биологи задавали себе практически с самого появления генной инженерии, причем не впустую – на сегодняшний день существуют даже растения, призванные помочь в понимании врожденных дефектов развития.

Например, синдрома Ваарденбурга – редкого заболевания, которое характеризуется врожденной глухотой и деформацией костей черепа. Такое нарушение возникает из-за сбоя в работе генов, управляющих миграцией клеток во время эмбрионального развития, а так как миграция клеток – процесс достаточно универсальный, то его можно изучать едва ли не на любом сложном многоклеточном организме. В том числе и на арабидопсисе, известном как резуховидка Таля (Arabidópsis thaliána).

У этого растения, ценимого ботаниками за сравнительную простоту генома и быстрый рост, человеческий ген, заподозренный в развитии синдрома Ваарденбурга, также вызвал нарушение развития. Растение не могло правильно сориентироваться в поле тяжести.

Имея быстрорастущий многоклеточный организм, который воспроизводит интересующую ученых болезнь, можно попытаться бороться с ней за счет воздействия на другие гены.


Эмбрионы шпорцевой лягушки:
слева – нормальный, справа – мутант, на котором изучают пороки сердца у людей.

На фоне резуховидки Таля, помогающей биологам понять врожденную глухоту, призванные выяснить причину пороков сердца эксперименты с лягушками Xenopus уже особо и не впечатляют. Другое дело – использовать дрожжи для изучения синдрома Зельвигера, редкого наследственного заболевания, при котором наблюдается целый букет расстройств, от увеличенной печени до нарушений зрения.

Достаточно одной клетки
 
Разнообразнейшие синдромы, проявляющиеся при синдроме Зельвигера и еще некоторых заболеваниях, были сведены учеными к сбою на внутриклеточном уровне. Исследования показали, что у пациентов нарушена работа пероксисом (микроскопических пузырьков с ферментами), при помощи которых клетка проводит ряд окислительных реакций.

Раз корень проблем лежит внутри отдельных клеток и к их взаимодействию отношения не имеет, то может быть проблему можно воспроизвести и вовсе на одноклеточных организмах? Зачем делать мутантных мышей, когда можно обойтись, например, дрожжами? Примерно так рассуждали биологи, после чего даже дрожжи присоединились к числу модельных организмов. К примеру, на них теперь исследуют боковой амиотрофический склероз, заболевание, вызвавшее паралич у знаменитого астрофизика Стивена Хокинга.

Впрочем, необходимо все же сделать пояснение: на модельных организмах чаще всего проверяют гипотезы возникновения болезни. Окончательный подбор лекарств, разработка новых методов операций – все это требует либо более крупных животных либо непосредственно клинических испытаний. Но первичные медицинские исследования теперь могут проводиться в лабораториях, где нет не только пациентов, но и привычных нам животных вроде мышей, крыс или кроликов.

Портал «Вечная молодость» http://vechnayamolodost.ru
08.04.2010

назад

Читать также:

Крысы со старческим слабоумием

Возможно, линия генетически модифицированных крыс, страдающих старческим слабоумием, поможет найти биохимические маркеры скрытой фазы болезни Альцгеймера, позволяющие диагностировать ее на ранних этапах.

читать

Комары – разносчики вакцины

Японские ученые с помощью генной инженерии превратили комаров из разносчиков опасной тропической болезни в живые шприцы с вакциной против лейшманиоза.

читать

Регенерация органов: отключите ген p21

Отрастить себе конечность целиком мыши с неактивным геном p21 не способны, но поврежденные пальцы у них восстанавливаются, а раны заживают намного быстрее, чем у обычных мышей.

читать

Свиней заставили болеть диабетом

Генетически модифицированные свиньи, у которых последовательно развиваются симптомы диабета второго типа, обеспечивают новые возможности для исследований механизмов развития и способов лечения диабета.

читать

Мыши-химеры помогут искать лекарства от гепатита и рака

Мыши с человеческими гепатоцитами – не идеальная модель для проверки эффективности новых препаратов для лечения гепатита и рака печени. У следующей версии химерных мышей исследователи планируют заменить человеческой и иммунную систему.

читать