Repülőkutatás Max Planck Társaság
Max Planck tudósai gyümölcslegyekkel vizsgálják többek között az öregedési folyamatokat, a demenciát és az alapvető agyi folyamatokat - megdöbbentőek egy olyan szervezet számára, amely csak egy hónapos, és amelynek agya „csak” 250 000 idegsejtből áll. De az öregedés gyorsabban megy végbe a rövid életű Drosophilában, és egy viszonylag egyszerű agyat könnyebb tanulmányozni. Ezenkívül a Drosophilával végzett kísérletek jogilag nem állatkísérletek.
Öregedésgátló legyek számára
A Max Planck Öregedési Biológiai Intézet tudósai kifejlesztettek egy új legyetápot, amelyben minden komponenst külön-külön megváltoztathatnak. Meg tudták mutatni, hogy a metionin aminosav alacsony koncentrációja az étrendben meghosszabbítja a legyek várható élettartamát. A kutatók most a légykutatás eredményeiből új, optimalizált étrendeket fejlesztenek ki az egerek számára.
A kutatók azt is megállapították, hogy a legyek hosszabb ideig élnek, ha sejtjeikben egy bizonyos jelátviteli út kevésbé aktív. A megfelelő mutációval rendelkező állatok nemcsak hosszabb ideig élnek, de idősebb korukban általában egészségesebbek: jobban alszanak és jobban védettek sok, az életkorral összefüggő betegség ellen. Az egereknek és az embereknek is van ez az úgynevezett inzulin/a rapamicin szignál útja. Ezért nem meglepő, hogy a jelút bizonyos változataival rendelkező emberek átlagosan hosszabb ideig is élnek.
Max Planck tudósai bebizonyították a legyek jelátviteli útját gátló hatóanyagok életmeghosszabbító hatását is: a trametinibet tápláló legyek akár tizenkét százalékkal tovább élnek. A hatóanyagot az orvostudományban már használják bőrrák elleni gyógyszerként. Azok az anyagok, amelyek befolyásolják a rapamicin jelátviteli útjának inzulinját/célpontját, ezért az emberek életét is meghosszabbíthatják.
A hangulatstabilizáló lítium nyilvánvalóan meghosszabbítja a legyek életét is: az állatok 16 százalékkal tovább élnek, ha kis adagokban kapják a depresszió kezelésére használt hatóanyagot. Korábban nem volt ismert, hogyan működik a lítium. A legyek segítségével a kutatók most két olyan molekulát fedeztek fel, amelyekre hatóanyagok támadhatnak az öregedési folyamat lelassítása érdekében: az úgynevezett glikogénszintáz kináz-3 (GSK-3) és az NRF-2. Ez utóbbi megtalálható a férgekben, a legyekben és az emlősökben, és megvédi a sejteket a károsodástól. A tudósok szerint a GSK-3 az öregedési folyamatokat befolyásoló gyógyszerek célpontja lehet.
A lítium, a trametinib és az immunszabályozó rapamicin kombinációja a legyek életét is csaknem 50 százalékkal meghosszabbítja. Azok a gyógyszerek, amelyek több aktív gyógyszerkészítmény alacsony dózisát kombinálják, esetleg védekezhetnek az életkorral összefüggő betegségek ellen.
Repül demenciával
A Max Planck Öregedési Biológiai Intézet tudósai olyan mutációval ruházták fel a legyeket, amelyek frontotemporális demenciában és amiotróf laterális szklerózisban (ALS) szenvedőknél is előfordulnak. Meg tudták mutatni, hogy a mutált C9orf72 gén bizonyos fehérjéi megölik a légy agyának idegsejtjeit. Ezek a toxikus fehérjék az ALS-betegek idegsejtjeiben is megtalálhatók, és valószínűleg az embereknél is fontos szerepet játszanak.
Döntések a légy agyában
A Max Planck Neurobiológiai Intézet kutatói felfedeztek egy olyan területet a légy agyában, amelyet a legyek használnak a döntések meghozatalához. Az úgynevezett gombatestek olyan tanulási központok, amelyek kiértékelik az érzékszervi benyomásokat, majd gyors döntéseket hoznak. Ily módon elnyomják a legyek veleszületett ellenszenvét a szén-dioxiddal szemben, amikor az étel szagával fordul elő. Ezután a gáz, amely önmagában mérgező, túlérett gyümölcsök jelenlétét jelzi.
Ez nem azt jelenti, hogy a legyek örökre elvesztik idegenkedésüket a szén-dioxidtól - ez az alkalmazkodás valószínűleg létfontosságú a túléléshez, és ez segít nekünk, embereknek az érzékszervi benyomások értékelésében is. Például a ragadozók illata ösztönös félelmet kelt. Nem veszítjük el ezt a félelmet, még akkor sem, ha korábban sok ragadozót láttunk az állatkertben félelem nélkül. Az agy itt is összehasonlítani látszik, és a körülményektől függően különböző következtetésekre jut.
Nagy legyek: mint apa, mint fiú
A Max Planck Immunobiológiai és Epigenetikai Intézet tudósai szerint a gyümölcslegyek apáról fiúra adják át anyagcseréjük változását. A párzás előtti cukorban gazdag ünnep így következményekkel járhat a gyümölcslégyre és utódaira: A legyek hajlamosabbak a túlsúlyra. Az apák étrendje aktiválja azokat a géneket, amelyek epigenetikusan megváltoztathatják a genetikai anyagot. Ezek a változások öröklődnek, és szabályozzák a gének lipid metabolizmusra gyakorolt aktivitását a következő generációban.
A kutatók hasonló génhálózatot találtak emberekben és egerekben is, amelyek növelik az elhízásra való hajlamot. A kutatók értékelték a pima indiánokról - észak-amerikai őslakosok törzséről, akiknek rokonai gyakran túlsúlyosak - és egypetéjű ikreken végzett vizsgálatok adatait. Eszerint a túlsúlyos embereknek ugyanaz a génjelük, mint a gyümölcslegyeknek. A magas testtömegre való hajlam az embereknél is növekszik, ha bizonyos géneket epigenetikusan módosítanak.