Атлас кишечника плодовой мушки поможет в изучении здоровья человека
Исследователи под руководством Николаса Бушона создали детальный молекулярный и анатомический атлас пищеварительного тракта плодовой мушки (Drosophila). Результаты, опубликованные в Cell Reports, сопровождаются новым веб-сайтом для изучения этого сложного органа.
Цель и значимость
Работа позволит лучше изучить, как инфекция и воспаление запускают пролиферацию стволовых клеток. Это также поможет понять поддержание здоровья человеческого кишечника и, возможно, выявить истоки таких расстройств, как болезнь Крона и рак толстой кишки. Кишечник насекомых — мишень для мер борьбы с вредителями и временное место обитания многих болезней, переносимых насекомыми.
Метод и открытия
Мотивацией стала необходимость точной навигации в сложном органе длиной 5 мм. Учёные составили карту средней кишки мушки, аналогичной по плану желудку, тонкой и толстой кишке человека.
- После картирования физической топографии исследователи отследили, где именно включаются и выключаются сотни генов.
- Данные позволили идентифицировать шесть основных регионов и главные генетические «переключатели» (транскрипционные факторы и морфогены), которые ими управляют.
- Изменение экспрессии одного транскрипционного фактора позволило изменить идентичность региона.
Реакция на стресс и старение
Изучая изменения в ответ на инфекцию и старение, учёные обнаружили:
- Устойчивость к инфекции: Несмотря на полное изменение паттернов экспрессии генов во время инфекции, через четыре дня после её окончания кишечник точно восстанавливал свою организацию через регенерацию стволовых клеток.
- Влияние старения: У старых мушек (около 40 дней) система начинает разрушаться: региональная организация нарушается, равновесие исчезает, а стволовые клетки чрезмерно пролиферируют. Это имеет параллели с ранними стадиями рака у людей.
Доступность данных
Атлас уже используется исследователями по всему миру через интерактивную базу данных flygut, которая включает 3D-модели, видео анатомии средней кишки и все данные об экспрессии генов из исследования.