Puuviljakärbsed Unistustemaal? "Uinuvad" selgrootud võivad tekitada uusi unehäirete uuringuid

Puuviljakärbsed Unistustemaal? "Uinuvad" selgrootud võivad tekitada uusi unehäirete uuringuid
Puuviljakärbsed Unistustemaal? "Uinuvad" selgrootud võivad tekitada uusi unehäirete uuringuid
Anonim

Washington, D.C. – Järgmine kord, kui märkate liikumatuid äädikakärbseid, mõelge sellele: inertsed putukad võivad tukastada ja nende uinakuaegne biokeemia võib kunagi pakkuda vihjeid unehäiretele ja -mehhanismidele inimestel, teatasid teadlased märtsis. 10 ajakirja Science.

Tavalise äädikakärbes Drosophila melanogaster näib läbivat käitumuslikke ja molekulaarseid muutusi, mis on sarnased imetajatel täheldatutega, ütleb teaduse juhtivautor Paul J.Shaw Californias San Diegos asuvast neuroteaduste instituudist. Nagu inimese uni, võib ka kärbse ilupuhkust muuta näiteks kofeiin või antihistamiinikumid ning unepuudus sunnib teda mõne lisapilgutusega üle kompenseerima.

Science autorite sõnul näib äädikakärbes jagavat mitut molekulaarset markerit, mis arvatavasti moduleerivad imetajate und ja ärkvelolekut. Eriti huvipakkuv oli ensüüm, mis reguleerib neurotransmitterite, mida nimetatakse monoamiinideks, taset vähem alt rottidel.

Inimestel võib uni olla oluline monoamiinide, nagu norepinefriini ja serotoniini, lagundamiseks ja ajutaseme alandamiseks, selgitab uuringu juhtivteadur Giulio Tononi. Selliste funktsioonide mõistmine võib lõpuks osutuda kasulikuks unetuse all kannatavatele inimestele või hilises vahetuses töötajatele, kes peavad regulaarselt magama jääma, ütleb Tononi. "Kas on võimalik, et unepuudus võib süsteemi kahjustada, kuna monoamiinergiline vabanemine ei katke une ajal?" ta küsib."Oleme selles osas endiselt teadmatuses, kuid vähem alt on meil nüüd aimugi, kust otsida."

Kauaaegne laboritoode, äädikakärbse geneetiline koostis on hästi arusaadav ja seetõttu võib see olla "mudelsüsteem une funktsioonide selgitamiseks" palju keerulisematel loomadel, vastav alt teaduse autoritele, sealhulgas Chiara Cirelli ja Ralph J. Greenspan Neurosciences Institute'ist.

Paljude olendite seas on und iseloomustanud käitumismarkerid, nagu rahutus, aga ka biokeemilised tõendid, sealhulgas muutused teatud närvigeenide ekspressioonis. Näib, et selgrootud järgivad ka ööpäevaseid puhke- ja aktiivsustsükleid. Siiski on teadlastel olnud raske kindlaks teha, kas uimased putukad tegelikult magavad.

"Looma magamise näitamiseks pole kuldset standardit ja mõnda traditsioonilist kriteeriumi võib olla putuka puhul äärmiselt raske hinnata," märgib Neurosciences Institute'i vanemteadur Tononi. mittetulundusühing."Äädikakärbselt on elektroentsefalogrammi (EEG) raske saada, mistõttu tuleb vaadata käitumiskriteeriume, nagu liikumatus, kõrgenenud erutuslävi ja suurenenud unevajadus pärast ärajäämist. Need homöostaatilised kriteeriumid tunduvad olevat universaalsed. lindudel ja imetajatel. Täheldasime neid ka äädikakärbestel."

Science uuringus kasutati kärbestel 12-tunniseid valguse/12-tunnise pimeduse tsükleid, mis ajendas enam kui 90 protsenti pimedusse puhkama. Teadlased uurisid ka kärbeste käitumuslikke reaktsioone unepuudusele, mille põhjustas õrn koputamine. Enamik kärbseid taastus 24 tunni jooksul ülejäänutest 50 protsenti – seda on inimestel täheldatud.

Aga kas passiivsed äädikakärbsed tõesti magavad? Selle küsimuse edasiseks testimiseks analüüsisid teaduse autorid puhkeolekus ja erksates proovides olevaid molekulaarseid markereid. Varasemates närilistega tehtud uuringutes oli uurimisrühm tuvastanud mitu geeni, mille ekspressioon muutub ajus magamise ja ärkveloleku vahel.Tononi märgib, et üks selline ensüüm osales monoamiinide lagundamisel või katalüseerimisel rottidel. Samamoodi vajasid ajuensüümi arüülalküülamiin-N-atsetüültransferaasi kodeeriva muteerunud Dat geeniga äädikakärbsed palju rohkem puhkust, et unepuudusest taastuda. Tononi oletab, et mutandid ei suutnud valvsuse ajal monoamiine lagundada, mistõttu vajasid nad oma biokeemia kohandamiseks lisaaega.

Žürii ei ole ikka veel otsustanud, kas äädikakärbsed unistavad, kuid teaduse autorid esitavad tõendeid, mis toetavad arvamust, et nad magavad. Nende töö loob aluse ka uutele unehäirete uurimisele. "Käitumuslike ja molekulaarsete markerite põhjal une demonstreerimine äädikakärbsel avab võimaluse kärbse kasutamiseks mutageneesiks ja unevajadust mõjutavate geenide tuvastamiseks," ütleb Tononi.

Neuroteaduste instituuti toetab The Neurosciences Research Foundation ja Novartis saab selle programmi jaoks suure toetuse. Cirelli oli Joseph Drowni fondi liige.

Populaarne teema