Здраве: Стъкленият червей

В търсене на лекарства срещу затлъстяването: „Домашният любимец“ на генетичния изследовател има 400 генетични признака за мазнините

Допреди няколко години нематодът "Caenorhabditis elegans" не можеше да твърди, че е играл важна роля в биологията. Невзрачното животно е с дължина само милиметър, така че е практически невидимо с просто око, особено след като е и прозрачно и обикновено се крие в земята. И все пак „В. elegans “се превърна в любимец на генетиците, защото е лесен за отглеждане, отличен за изучаване и освен това напълно безвреден - любимата му диета са бактериите. Сега учените представиха първи цялостен анализ на генома на нематодата. Един от резултатите: около 400 гена са отговорни за баланса на мазнините - интересна перспектива за разработването на лекарства срещу затлъстяването.

Работата на изследователите на червеи се основава на дешифрирането на генома на C. elegans през 1998 г. Това показва по отличен начин как учените могат да използват резултатите от това изследване и да ги комбинират с нови методи за генетичен анализ. „Функционална геномика“ е името на това по-нататъшно развитие на секвенцията на генетичния материал.

Резултатът е „стъкленият червей“, възможността за почти напълно разбиране на развитието на организма и взаимодействието между неговите жизнени процеси. C. elegans прави това възможно, защото възрастното животно съдържа само 959 телесни клетки, развива се от яйце до полово зряло животно в рамките на три дни, след това снася около 300 яйца и приключва краткия си живот след две до три седмици.

86 процента от гените са изключени

Джули Арингер от фондация Wellcome в Кеймбридж, Великобритания, и нейният европейски екип трябваше да свършат огромна работа, преди да успеят да публикуват своето изследване, което днес се появява в списание Nature. Изследователите изключиха 86 процента от 19 427 гена в C. elegans, всеки за себе си - и наблюдаваха какво се случи след това.

През 1722 гени изследователите установяват, че изключването им променя външния вид на животното, фенотипа. По-рано това беше неизвестно за две трети от тези гени. Ако тези гени не бяха активни, потомството умираше като ембрион или ларва, растеше бавно, беше стерилно, имаше малформации или се движеше по некоординиран начин.

Особено добре „консервирани“ гени, които се срещат в подобна форма и в други по-силно развити организми, изиграха доминираща роля. Ако бъдат поставени на студено, това често има сериозни последици за животното. Това са особено важни гени, които в хода на еволюцията са пътували повече или по-малко непроменени във времето и се разпространяват в много живи същества.

Гари Рувкун от Харвардското медицинско училище в Бостън, САЩ и екипът му публикуват подробен анализ на гените в същия брой на "Природа". Те просто искаха да разберат кои наследствени фактори влияят върху метаболизма на мазнините. За да разберат, те изключиха 16 757 гена на червеи - всеки за себе си, като техните колеги в Кеймбридж, Великобритания. Те също дадоха на червеите флуоресцентна боя за ядене. Това даде възможност да се идентифицират мастните капчици в чревните клетки на червея и да се оцени как отделните гени участват в съхранението или топенето на мазнини.

Резултатът: 305 наследствени фактора разграждат мазнините, 112 я карат да расте. Много от тези гени съдържат плана за докинг места в клетките, транспортни канали в клетъчните стени или биокатализатори. Това трябва да представлява интерес за изследователите на лекарства, които търсят отправни точки за нови лекарства, например за нарушения на липидния метаболизъм или проблеми с теглото. В края на краищата повече от половината гени на червея са до голяма степен идентични с нашата генетична информация.

Панорамна снимка от природата

Без съмнение този първи всеобхватен генетичен поглед към пъпа ще бъде последван от други, с различни въпроси или с други „моделни организми“. Доскоро подобни панорамни кадри от сферата на живота биха били немислими. Това стана възможно чрез процес, наречен РНК интерференция. Той се основава на естествени процеси и е наблюдаван за първи път през 1998 г. - от изследователи на глисти, разбира се. Представените сега проучвания са базирани на новия метод и впечатляващо показват големия му потенциал. Технически усъвършенстван, той работи и при бозайници.

Какво е РНК интерференция? С тази технология животинските или растителните клетки се защитават срещу неприятни натрапници като вируси или от паразитен генетичен материал, който се разпространява все повече и повече. Клетката разпознава двуверижна РНК, която идва от „нежелани“ вируси или друга паразитна генетична информация. РНК е тясно свързана с ДНК, химическата основа на генетичната информация, и предава генетичния план на протеиновите фабрики на клетката, където планът се превръща в протеини.

Клетката е съмнителна за двуверижна РНК. Тя ги разделя на кратки фрагменти, с помощта на които съответният ген се затваря в сложен и все още не напълно разбран процес. Неговият план вече не се изпълнява.

Изследователите копират този естествен процес чрез контрабанда на РНК в клетката - свързаният ген незабавно се заглушава. В случая на C. elegans е достатъчно дори животните просто да получават РНК в бактериалната си храна. Самият ген в червея, който е аналог на РНК, вече е заглушен. Вероятно скоро ще последват още анализи на генома, както върху животински, така и върху човешки клетки. „Ловът започва“, казва Томас Тушл, РНК-майстор в Нюйоркския университет Рокфелер.