Жизнь плодовых мушек и

назначение дрозофил в биологии

С высоты нашего положения может показаться, что чернобрюхая дрозофила (она же плодовая мушка) ведет ничем не примечательную жизнь. Эта крохотная муха не видна человеческому глазу; ее писк неразличим.

Особенно печальна судьба тех, кто живет и умирает ради науки. Мухи-дрозофилы появляются на свет божий в пробирках размером не больше указательного пальца. Вылупившиеся личинки барахтаются в желтовато-сером дрожжевом растворе на дне. Дальнейший жизненный путь прост: нажраться, выкарабкаться из пробирки, полетать. Большая часть взрослой жизни уходит на спаривание. Причем любовные игры — как и все остальные поступки дрозофил — подчинены четкому и в то же время простому плану. Смерть приходит через два месяца. А иногда и раньше, если это надо Науке. Последний приют жертв — мини-пылесос. Или «мушиный могильник» — емкость с водным раствором этанола на рабочем столе кандидата наук.

C'est la vie. Конечно, дрозофилы встречаются и в дикой природе. Но жителям пробирок эта роскошь не светит. Тысячи поколений мушек, родившихся и умерших в венском Институте молекулярной патологии, не видели в своей жизни ничего, кроме стен лаборатории. Здесь создан даже специальный «каталог» мух-дрозофил. Ни один живой организм на Земле, не считая некоторых скучных одноклеточных, не изучен так подробно, как дрозофила.

Биологи называют дрозофил «моделями». Модель «дрозофила» помогает биологам разобраться в хаосе бытия, хитросплетениях генов, белков и ферментов. 

Муха-дрозофила для биогенетика — это такой же научный инструмент, как телескоп для астронома или ускоритель частиц для физика. Да-да, эта крошечная точечка размером два миллиметра, жужжания которой не слышно. Это она дает человечеству шанс заглянуть по ту сторону материи, проводить эксперименты гигантского масштаба. Ни много ни мало увидеть, как из отдельных молекул зарождается жизнь. Место действия — Вена, Австрия, Институт молекулярной патологии. Здесь с рвением, которому позавидовал бы сам доктор Фауст, над чернобрюхими дрозофилами проводят генетические опыты, выращивают и рассылают по миру для нужд Науки.

Основателя венской лаборатории зовут Барри Диксон, всю свою научную жизнь он посвятил разведению дрозофил. «Я надеюсь разобраться не только в жизни мух, — объясняет он, — но и проникнуть в глубинные тайны человека». Серьезно?

Исследование рака мозга

Биология развития дрозофил схожа с развитием человека

В мушином каталоге хранятся самые невероятные дрозофилы-мутанты.

МОДЕЛЬ «ДРОЗОФИЛА»

Чернобрюхая дрозофила(Drosophilamelanogaster) — вид плодовой мухи размером около двух миллиметров. Обычно обитает рядом с забродившими или загнивающими органическими материалами (фруктами), где откладывает яйца. С 1907 года дрозофила — один из основных подопытных организмов для генетики и биологии развития.

Дрозофил легко выращивать в мелких стеклянных сосудах на питательной среде, состоящей из сахаросодержащей смеси. Самки откладывают до 400 эмбрионов уже спустя 24 часа после спаривания.

Вылупившиеся личинки растут на протяжении трех-пяти дней, затем закупориваются в ложнококон – пупарий. В течение следующих трех-одиннадцати дней в куколке развиваются взрослые особи (имаго).

Теоретически одна оплодотворенная самка может дать за месяц потомство из 16 миллионов особей. Геном дрозофилы содержит четыре пары хромосом. В слюнных железах у дрозофил ученые обнаружили гигантские хромосомы, что значительно облегчило исследования в области генетики. Многие генетические мутации наблюдаются у дрозофил в виде значительных отклонений от привычной окраски и внешнего вида (цвет глаз, размер крылышек, наличие волосков), что упрощает их научный анализ.

Возможность детального изучения мух-мутантов, изоляция генов и анализ генетических функций на ранних этапах онтогенеза — вот почему дрозофила является идеальным модельным организмом для генетиков. По накопленным научным данным она занимает первое место в мире.

Жизнь плодовой мушки в пробирке

СУДЬБА МУХИ: ЖИЗНЬ В НЕВОЛЕ И РАННЯЯ СМЕРТЬ

В 1995 году Кристиана Нюсляйн-Фольхард, Эрик Вишаус и еще один коллега по науке стали лауреатами Нобелевской премии по медицине и физиологии. Их наградили «за открытия, касающиеся генетического контроля на ранней стадии эмбрионального развития». А сегодня венский «мушиный каталог» работает над научной задачей следующего уровня. Цель ученых — научиться одновременной фиксации всех последствий генетического программирования организма.

Венский каталог дрозофил — своего рода архив первых 100 лет экспериментов с дрозофилами, паноптикум отклонений: у представителей штамма «меченые» на тельце есть знак трезубца. «Мафусаилы» живут почти три месяца, а не два, как все нормальные мухи. Штамм «пируэт» владеет искусством пилотажа, а представители штамма «внезапная смерть» — хлоп, и вдруг ни с того ни с сего испускают дух.

Но все эти странности мало волнуют ученых. Их главная задача — разобраться в механизме генома. Почему ген Xвключается именно в этой клетке, а ген Y— в другой, и при этом под их общим контролем находится один и тот же орган? Раньше ученые были первооткрывателями — создавали, не стесняясь, мутантов и искали ген, кодирующий мутацию. Сегодня они превратились в «сетевых администраторов». Поскольку все гены по отдельности уже изучены, ученые ищут определенные генетические комбинации, например код, контролирующий сердечный ритм. Для этого они изымают из «банка» несколько штаммов и считают все гены, кодирующие биение сердца. У плодовой мушки их набралось пятьсот.