Sănătate: Viermele de sticlă

În căutarea medicamentelor împotriva obezității: „animalul de companie” al cercetătorului genetic are 400 de trăsături genetice pentru grăsime

tagesspiegel

Până acum câțiva ani, nematodul „Caenorhabditis elegans” nu putea pretinde că a jucat un rol important în biologie. Animalul discret nu măsoară decât un milimetru lungime, deci este practic invizibil cu ochiul liber, mai ales că este și transparent și se ascunde de obicei în pământ. Și totuși „C. elegans ”a devenit un favorit printre cercetătorii genetici, deoarece este ușor de cultivat, excelent de studiat și, în plus, complet inofensiv - bacteriile sunt dieta sa preferată. Oamenii de știință au prezentat acum o primă analiză cuprinzătoare a genomului nematodului. Unul dintre rezultate: aproximativ 400 de gene sunt responsabile pentru echilibrul grăsimilor - o perspectivă interesantă pentru dezvoltarea medicamentelor împotriva obezității.

Lucrarea cercetătorilor viermi se bazează pe descifrarea genomului C. elegans în 1998. Arată într-un mod excelent cum oamenii de știință pot folosi rezultatele acestei cercetări și le pot combina cu noi metode de analiză genetică. „Genomică funcțională” este numele acestei dezvoltări ulterioare a secvențierii genetice.

Rezultatul este „viermele de sticlă”, posibilitatea de a înțelege aproape complet dezvoltarea unui organism și interacțiunea dintre procesele sale de viață. C. elegans face acest lucru posibil deoarece animalul adult are doar 959 de celule ale corpului, se dezvoltă de la ou la animal matur sexual în termen de trei zile, apoi depune aproximativ 300 de ouă și își termină viața scurtă după două până la trei săptămâni.

86 la sută din gene s-au oprit

Julie Ahringer de la Fundația Wellcome din Cambridge, Marea Britanie și echipa ei europeană au avut o mulțime de muncă înainte de a-și putea publica studiul, care apare astăzi în revista Nature. Cercetătorii au oprit 86 la sută din cele 19.427 de gene din C. elegans, fiecare pentru sine - și au urmărit ce s-a întâmplat în continuare.

În 1722 gene, cercetătorii au descoperit că oprirea acestora a schimbat aspectul animalului, fenotipul. Acest lucru era necunoscut anterior pentru două treimi din aceste gene. Dacă aceste gene nu erau active, descendenții au murit ca embrion sau larvă, au crescut încet, au fost sterili, au avut malformații sau s-au mișcat necoordonat.

Genele deosebit de bine „conservate”, care se găsesc și într-o formă similară în alte organisme mai dezvoltate, au jucat un rol dominant. Dacă sunt puse la rece, acest lucru are adesea consecințe grave pentru animal. Acestea sunt gene deosebit de importante, care în cursul evoluției au călătorit mai mult sau mai puțin neschimbate în timp și s-au răspândit în multe viețuitoare.

Gary Ruvkun de la Harvard Medical School din Boston, SUA, și echipa sa publică o analiză detaliată a genelor în același număr al „Nature”. Au vrut doar să afle care sunt factorii ereditari care afectează metabolismul grăsimilor. Pentru a afla, au dezactivat 16.757 gene de viermi - fiecare pentru sine, ca și colegii lor din Cambridge, Marea Britanie. De asemenea, au dat viermilor un colorant fluorescent de mâncat. Acest lucru a făcut posibilă identificarea picăturilor de grăsime din celulele intestinale ale viermelui și evaluarea modului în care genele individuale sunt implicate în depozitarea sau topirea grăsimilor.

Rezultatul: 305 de gene descompun grăsimea, 112 o fac să crească. Multe dintre aceste gene conțin schema pentru punctele de andocare pe celule, canalele de transport în pereții celulari sau biocatalizatori. Acest lucru ar trebui să fie de interes pentru cercetătorii de medicamente care caută puncte de plecare pentru noi medicamente, de exemplu pentru tulburări ale metabolismului lipidelor sau probleme de greutate. La urma urmei, mai mult de jumătate din genele viermilor sunt în mare parte identice cu informațiile noastre genetice.

Panorama filmată din natură

Fără îndoială, această primă privire genetică ombilicală cuprinzătoare va fi urmată de altele, cu întrebări diferite sau cu alte „organisme model”. Până nu demult, astfel de fotografii panoramice din tărâmul vieții ar fi fost de neconceput. Acest lucru a fost posibil printr-un proces numit interferență ARN. Se bazează pe procese naturale și a fost observată pentru prima dată în 1998 - bineînțeles de către cercetătorii viermilor. Studiile prezentate acum se bazează pe noua metodă și arată impresionant potențialul său mare. Rafinat tehnic, funcționează și la mamifere.

Ce este interferența ARN? Cu această tehnologie, celulele animale sau vegetale se apără împotriva intrușilor neplăcuti precum virușii sau împotriva faptului că materialul genetic parazit continuă să se răspândească. Celula recunoaste ARN-ul dublu catenar care provine de la virusi „nedoriti” sau alte informatii genetice parazite. ARN-ul este strâns legat de ADN, baza chimică a informațiilor genetice și transmite planul genetic fabricilor de proteine ​​ale celulei, unde planul este transformat în proteine.

Celula este suspectă de ARN bicatenar. Ea le descompune în fragmente scurte, cu ajutorul cărora gena corespunzătoare este închisă într-un proces complicat și încă nu pe deplin înțeles. Planul său nu mai este implementat.

Cercetătorii copiază acest proces natural prin contrabandă cu ARN în celulă - gena asociată este imediat redusă la tăcere. În cazul C. elegans este chiar suficient dacă animalele primesc pur și simplu ARN în hrana lor bacteriană. Chiar și gena din vierme care este omologul ARN este deja redusă la tăcere. Probabil că vor urma mai multe analize ale genomului în scurt timp, atât pe celulele animale, cât și pe cele umane. „Vânătoarea începe”, spune Thomas Tuschl, jucător de ARN la Universitatea Rockefeller din New York.