Исследование, опубликованное 23 января в Proceedings of the National Academy of Sciences, показывает, как экстремальный рост плодовых мух на самом раннем этапе их жизни имеет биохимическое сходство с ростом раковых клеток.«Мы обнаружили, что та же самая молекула, которая участвует в раковых заболеваниях человека, вырабатывается плодовыми мушками на стадии личинки», — сказал старший автор Джейсон М. Теннессен, доцент кафедры биологии Блумингтонского колледжа искусств и наук. «Это открытие важно, потому что оно дает первую модель на животных, чтобы понять, как эти молекулы функционируют в здоровых клетках.«Если мы сможем определить функцию этой молекулы в нормальных клетках, мы сможем лучше понять, как она вызывает болезни человека».В частности, это исследование впервые обнаружило, что плодовые мушки продуцируют L-2-гидроксиглутарат, или L-2HG, молекулу, которую обычно называют «онкометаболитом», которая может способствовать образованию и росту опухоли.
L-2HG был обнаружен в опухолевых клетках пациентов с раком мозга и почек, а также при редком неврологическом заболевании L-2-гидроксиглутаровая ацидурия, симптомы которого включают мышечную слабость, судороги и повреждение частей мозга, контролирующих движение мышц. , речь, зрение, эмоции и память. Другая форма молекулы — версия «зеркального отражения», называемая D-2HG, также была обнаружена при опухолях головного мозга и лейкемии.Исследование IU также является первым, показывающим, как эта молекула функционирует в живой системе, где нет рака.«Как функция L-2GH различается между здоровыми и больными тканями, пока неясно», — сказал Теннессен. «Помимо создания новой модели для изучения этой связанной с раком молекулы, наше исследование демонстрирует, что соединение, ранее считавшееся отходом метаболизма, действительно функционирует у здоровых животных».
Теннессен добавил, что открытие L-2HG у плодовых мушек стало неожиданностью. Его лаборатория работала над созданием плодовых мушек, в которых отсутствовала лактатдегидрогеназа — фермент, который, как считается, способствует росту многих опухолей и, следовательно, является потенциальной мишенью для разработки лекарств от рака.
После анализа нормальных и мутантных мух с помощью метаболомики — технологии, которая одновременно каталогизирует сотни небольших молекул в теле насекомого — команда Теннессена с удивлением обнаружила, что мухи-мутанты перестали вырабатывать не только лактат, но и L-2HG, что показало, что фермент был отвечает за производство этой молекулы.Затем исследователи IU изучили немодифицированных мух, чтобы понять роль L-2HG у этих насекомых. Их анализ показал, что мухи обычно производят молекулу в больших количествах на личиночной стадии — период экстремального роста, в течение которого тело увеличивается более чем в 200 раз за несколько дней. Они также определили новый механизм, который позволил мухам контролировать накопление молекулы.
Механизм важен, поскольку высокие уровни L-2HG, которые продуцируют мухи в раннем возрасте, точно контролируются — разительный контраст с производством этой молекулы в раковых и больных клетках.«Что нам нужно сделать дальше, так это провести дальнейшие исследования, чтобы точно определить, как именно эта молекула функционирует у здорового животного», — сказал Теннессен. «Что произойдет, если его будет слишком много или слишком мало? Ускоряет ли он рост или замедляет его? Какие именно гены он контролирует?
Есть много важных вопросов, на которые мы можем ответить, используя силу генетики мух».