果蝇有治疗人类疾病的秘密吗？
果蝇有治疗人类疾病的秘密吗？
波士顿大学的生物学家正在澳门威尼斯人注册网站研究这种昆虫的基因，以对抗癌症、阿尔茨海默氏症、哮喘和其他疾病
波士顿大学澳门威尼斯人注册网站研究员金·麦考尔说：“在苍蝇身上进行澳门威尼斯人注册网站研究可以为了解细胞如何工作或了解人类疾病提供非常有用的信息。”照片由Nechaev-Kon/Getty Images提供
它们是夏季野餐的克星，是忙碌厨房的克星。对我们大多数人来说，苍蝇是一种季节性的烦恼，嗡嗡作响的害虫，我们需要驱赶、喷洒或拍打。但对科学家来说，这些昆虫是澳门威尼斯人注册网站研究一系列人类疾病的理想实验对象。在它们微小的身体中，随着它们的生长、衰老和生病，在分子水平上发生的事情与我们的身体非常相似——大约70%的人类疾病基因也可以在苍蝇身上找到。但它们的复杂程度要低得多，这使得像金·麦考尔（Kim McCall）这样的澳门威尼斯人注册网站研究人员更容易发现许多慢性病的有价值的新见解。
麦考尔在波士顿大学的实验室里满是果蝇。成千上万的果蝇，被称为黑腹果蝇，被小心地储存在一个温度控制的房间里的小瓶子里。麦考尔是波士顿大学艺术与科学学院的教授和生物学主席，他澳门威尼斯人注册网站研究果蝇是为了更好地理解导致程序性细胞死亡的分子机制，特别是在卵巢和大脑中。细胞死亡是包括苍蝇和人类在内的所有动物生命的重要组成部分。它使你的身体能够在子宫里发育——旧细胞为新细胞让路——并且在你的身体消灭受感染的细胞时给你一个对抗病毒的机会。但事情并不总是按计划进行。
“细胞死亡在发育过程中非常重要，”McCall说，“在癌症中也非常重要。”许多澳门威尼斯人注册网站研究表明，细胞死亡机制的崩溃可能导致恶性肿瘤，因为癌细胞会繁殖而不是死亡。
身体如何处理死细胞也很关键。每天，数以亿计的细胞死亡。到处都是垃圾啊。幸运的是，人体有一组叫做吞噬细胞的保管员，这种细胞可以清除死细胞和有害细菌。或者，至少他们应该这么做。有时它们并不能清除一切：例如，哮喘和克罗恩病与细胞清除缺陷有关；神经胶质细胞——大脑的吞噬细胞——可能在阿尔茨海默病中起作用。
为了澳门威尼斯人注册网站研究苍蝇的细胞死亡和清除，McCall通过强大的共聚焦显微镜观察它的细胞，这种显微镜可以高分辨率地观察每个细胞在死亡和处理过程中发生的事情。一旦她确定了应该发生什么，她就会使用一种叫做RNA干扰的技术来破坏这个过程。这使她能够阻止某些基因向细胞传递指令，将它们关闭或沉默，以观察发生了什么变化。通过反复敲除不同的基因，McCall可以描绘出细胞死亡和清除是如何工作的，以及为什么它有时会出错。
在最近的一项澳门威尼斯人注册网站研究中，她澳门威尼斯人注册网站研究了卵巢中护理细胞的死亡。乳母细胞帮助卵母细胞——卵子的前体——发育。当这个过程，称为卵发生，完成后，护理细胞死亡。过去人们认为是细胞杀死了自己——大多数细胞死亡被认为是自己造成的。
随着果蝇年龄的增长，它们经历了神经退行性变——有点像果蝇的阿尔茨海默病——大脑开始出现空洞。现在，我们正试图了解死亡神经元和神经退化之间的联系。
“我们发现周围的细胞是导致死亡的细胞，”麦考尔说。这些细胞的外部是酸性的，这使得它们能够杀死它们的邻居。“它指出了在所有生物体中发生的细胞死亡机制的多样性。了解细胞死亡的不同方式对了解身体很重要。”
她还澳门威尼斯人注册网站研究了一种突变果蝇，这种突变会阻止它们在发育过程中清除大脑中的死细胞。神经元不断死亡，但神经胶质——大脑的垃圾捕食者——没有正常工作，阻止了吞噬作用或细胞清除。
“这不正常。这些细胞应该被清除掉，”McCall说，他的澳门威尼斯人注册网站研究主要是由美国国立卫生澳门威尼斯人注册网站研究院资助的，但也得到了美国癌症协会和美国癌症协会的支持。“我们发现，随着果蝇年龄的增长，它们经历了神经退行性变——有点像果蝇的阿尔茨海默病——并开始在大脑中出现洞。现在，我们正试图了解死亡神经元和神经变性之间的联系。”
仅在过去的五年里，McCall就发表了十多篇澳门威尼斯人注册细胞死亡和清除的论文，其中许多是和她的澳门威尼斯人注册网站研究生一起发表的。她的实验室里通常有12到15个人，包括本科生。
她说：“本科生完全参与了实验室的所有技术。”“他们会做基因杂交，然后他们会做解剖、染色和共聚焦显微镜。”
她以前的许多学生都去了医学院或牙科学校，或者在实验室找到了工作。
麦考尔说：“对于那些去牙科学校学习的学生，我总是告诉他们在面试时要提到他们拥有惊人的精细运动技能，因为他们可以解剖苍蝇的卵巢。”
在基础科学成为总统削减预算的目标的时代，她不仅向学生，而且向社会宣传她所做的所谓“模式生物澳门威尼斯人注册网站研究”的价值。
麦考尔说：“在苍蝇身上进行澳门威尼斯人注册网站研究可以为了解细胞如何工作或了解人类疾病提供非常有用的信息。”这比在老鼠身上做类似的实验要便宜得多，而且速度也更快。用更少的钱，我们可以得到很多澳门威尼斯人注册基因功能的信息。”
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