Muha koja je dobila šest Nobelovih nagrada

Kada su 2017. godine J. Hall, M. Rosbash i M. Young dobili Nobela za fiziologiju / medicinu za svoj rad na molekularnim mehanizmima koji kontroliraju cirkadijalni ritam (tjelesni 'sat' koji diktira smjenjivanje dnevno-noćnih životnih aktivnosti i fizioloških funkcija), to je bila šesta Nobelova nagrada osvojena eksperimentima na voćnoj mušici latinskog naziva Drosophila melanogaster.

Od Morgana do Marxa

Nobelovska ljubavna afera s drozofilom datira od početka 20. stoljeća, kada je američki biolog Thomas Morgan po prvi puta koristio voćne mušice kako bi do kazao da su na DNK u kromosomima geni poredani u nizu poput kuglica na konopcu, te da su neki geni uzajamno 'vezani' (tj. uvijek se nasljeđuju zajedno). Svojim radom na genima drozofile, Morgan je utemeljio genetiku kao modernu znanost.

Od tog vremena naovamo, cjelokupna genska karta drozofile je precizno mapirana do najsitnijih detalja, pa se suvremena genetika u istraživanjima i dalje vrlo često oslanja na DNK voćne mušice. U znanstvenim krugovima se procjenjuje da oko 75% poznatih humanih gena i njihovih poremećaja ima prepoznatljivu 'presliku' u genima drozofile: od Downovog sindroma i Alzheimerove bolesti, do autizma, dijabetesa i svih vrsta karcinoma. "Drozofila kao da je namjerno dizajnirana da pomogne znanosti", duhovito primjećuje genetičar Steve Jones.

Kao što im ime govori, voćne mušice vole jesti voće - osobito prezrelo - i ljeti ih redovito viđamo kako se u rojevima okupljaju oko zrelih jabuka, krušaka, banana, grožđa... (čime se Groucho Marx lingvistički poigrao u rečenici: "Time flies like an arrow; fruit flies like a banana").

Omiljena laboratorijska životinja

Drozofile ne predstavljaju opasnost po zdravlje ljudi, a imaju brojne značajke koje ih čine idealnim laboratorijskim istraživačkim objektom: imaju životni ciklus od dva tjedna, jedu kukuruzno brašno, kvasac i šećer, a može ih se čuvati u sićušnim pokusnim cijevima. Ako u laboratoriju ostavite nasamo mužjaka i ženku, dva tjedna kasnije možete proučavati gene u novoj generaciji voćnih mušica. To ih čini vrlo moćnim alatom za promatranje mutacija. Čak ni PETA-aktivisti, poslovično zabrinuti za sudbinu laboratorijskih pokusnih kunića, zamoraca i miševa, ne organiziraju prosvjede protiv iskorištavanja muha u znanstvene svrhe, piše Bug.hr.

Iako bi već to bilo samo po sebi dovoljno, voćna mušica posjeduje i druge ključne značajke koje impresioniraju znanstvenike. Drozofila ima samo četiri para kromosoma (ljudi imaju 23 para). Na 8 kromosoma je mnogo lakše manipulirati i proučavati funkciju gena i razumjeti kako oni djeluju, nego na 46. Osim toga, geni voćne mušice imaju visoke stope mutacija i to ih čini vrlo korisnim za proučavanje.

Zbog tih svojstava, voćna mušica je u 20. stoljeću odigrala ključnu rolu u dešifriranju temeljnih načela genetike bioloških procesa. Drozofila je zbog svoje uloge u genetičkim istraživanjima postala najviše proučavani organizam na planeti. Zahvaljujući njenim biološkim svojstvima, moguće je osmisliti i isplanirati eksperiment na voćnoj mušici, te dobiti rezultate unutar samo tri tjedna. Istovremeno, do prvih rezultata pokusa na laboratorijskim miševima može proći i godina dana.

Uzgajivačnice laboratorijskih muha

Voćne mušice su jeftin i brz put za dobivanje odgovora na složena biološka pitanja i njihovu primjenu u praktične medicinske svrhe. Danas ju se primjerice koristi za proučavanje nastanka Alzheimerove i sličnih bolesti: živčane stanice drozofile je moguće uzgajati u laboratoriju i koristiti za istraživanje promjena na mijelinu i aksonima, što pomaže u razumijevanju etiologije neurodegenerativnih bolesti.

Drugi primjer je rad na istraživanju tumora. Biološki proces poznat kao 'stanična smrt' (apoptoza), čiji ključni aspekti su prvo otkriveni na voćnim mušicama, u načelu je prirodni samoubilački mehanizam: kada stanica postane oštećena, ona samu sebe uništava, dopuštajući ostalim stanicama i organima da ostanu zdravi. U tumorskim stanicama se, međutim, apoptoza ne pokreće, što je jedan od glavnih razloga što tumor nesmetano raste i širi se. Istraživanja na drozofili pokazuju da su uzrok izostanku apoptoze tumorskih stanica molekule nazvane inhibitori apoptoznih proteina (IAP): ako su razine IAP-a povišene, apoptoza se ne događa, a rak se širi. Znanstvenici sada testiraju lijekove koji mogu inhibirati IAP-e kod ljudi i tako dopustiti apoptozi da ponovno uspostavi kontrolu nad stanicama.

Cijelo stoljeće nakon prvih otkrića, voćne mušice su i dalje glavni 'genetički alat' u istraživačkim centrima. U uzgajivačnici laboratorijskih muha Fly Facility na Sveučilištu Cambridge nalazi se 60.000 epruveta u kojima se pažljivo uzgajaju drozofile za potrebe preko 30 genetičkih istraživačkih laboratorija. Samo jedna ili dvije osobe u svijetu bave se istraživanjem samih insekata; svi ostali koriste mušice za proučavanje genetike primjenjive u liječenju ljudi.

Predizborni promašaji

Naravno, uvijek ima onih koji su 'pametniji od znanosti': u svojoj predizbornoj kampanji za potpredsjednicu SAD-a 2008. godine, Sarah Palin je za eksperimente s drozofilom izjavila: "To nema puno smisla, taj novac koji se troši na istraživanja voćnih mušica. Trebalo bi usmjeravati sredstva na prave istraživačke prioritete, na primjer na proučavanje autizma“. Odgovor znanstvenika bio je učinkovito jednostavan: samo nekoliko godina ranije otkriven su neureksini, spojevi za koje se vjeruje da su genetski faktor rizika za nastanak autizma i shizofrenije… a imate samo jednom pravo pogađati kako su neureksini prvi put identificirani. Naravno - istraživanjima na drozofili.

Srećom, drugi su više cijenili doprinos voćnih mušica u istraživanjima, uključujući Michaela Rosbasha, jednog od dobitnika Nobelove nagrade za medicinu 2017. godine. Vijest da je dobio nagradu doznao je kada ga je u 5 sati ujutro nazvao Nobelov komitet. "Ako vam u to doba noći zazvoni telefon, obično je netko umro", prisjeća se. "Kada sam shvatio razlog poziva, sjećam se da sam bio ekstremno zadovoljan što su me zvali jer su umrle - voćne mušice".