Могут ли мутантные мушки помочь больным эпилепсией?
Профессор Роберт Ринен получил грант EUREKA ("Исключительные, нетрадиционные исследования, ускоряющие познание") от Национальных институтов здоровья (NIH) на сумму $1.3 млн на 4 года. С 1 апреля он будет искать гены, способные подавлять судороги у плодовых мушек, которых он сконструировал так, чтобы они имитировали человеческую эпилепсию.
Генетическое сходство
Исследование основано на удивительном генетическом сходстве между плодовыми мушками и людьми. Ринен много лет изучал ген мушки под названием "para" (от "paralytic"), который управляет тем, как ионы натрия заставляют клетки мозга посылать электрические сигналы мышцам. Он обнаружил, что ближайшим человеческим аналогом para является ген SCN1A. Мутации в SCN1A лежат в основе форм эпилепсии, включая генерализованную эпилепсию с фебрильными судорогами и тяжёлую миоклоническую эпилепсию младенчества.
Создание модели болезни
Ринен осознал, что если точно воссоздать человеческие эпилептические мутации SCN1A в гене para мушки, то получится массовая платформа для генетических исследований болезни. Теперь, создав мушек, имитирующих человеческую эпилепсию, его цель — намеренно вызывать у них дальнейшие мутации в надежде найти ту, что подавит болезнь.
Уникальная техника
Ключевым стал метод гомологичной рекомбинации, который NIH счёл "исключительным и нетрадиционным". В отличие от обычной трансгенной техники (вставка гена в случайное место хромосомы), метод Ринена более точен.
- Сначала используется трансгенный подход: в эмбриональную клетку вставляется фрагмент ДНК с мутацией.
- Этот фрагмент содержит специальные гены, позволяющие ему освободиться и свободно перемещаться по клетке, а также ген красных глаз.
- Поскольку мутантный фрагмент очень похож на нормальный ген para, естественные системы репарации ДНК клетки встраивают его в правильное место на правильной хромосоме.
- Мушек с нужной мутацией (и, следовательно, с эпилепсией) легко найти — у них красные глаза вместо белых.
Поиск "генетического лекарства"
Создав большую популяцию эпилептических мушек, команда будет вызывать в ней дополнительные мутации с помощью химических мутагенов или радиации. Идея в том, чтобы среди тысяч мушек найти мутацию, которая будет подавлять судороги у изначально больных особей — "генетическое лекарство".
Учитывая генетическое сходство para и SCN1A, если у людей существует генетический способ борьбы с эпилепсией, мушки Ринена могут его выявить.
"При эпилепсии лечение обычно довольно общее, с массой побочных эффектов, и мы не очень понимаем эпилептогенез — почему случаются судороги, как их лечить. Идея довольно проста: давайте просто используем стандартную генетику супрессоров у плодовой мушки и найдём мутации, которые подавляют или излечивают судороги", — сказал Ринен.