Рыбки для продления молодости: как представители фауны помогают науке двигаться вперед

С давних пор для апробации действия тех или иных препаратов ученые использовали животных и простейшие организмы. Все мы помним инфузорию-туфельку из школьных учебников по биологии, все слышали о лабораторных крысах и мышах. Однако круг представителей фауны, благодаря которым наука и здравоохранение движутся вперед, гораздо шире. К примеру, в развитии генетики, одного из ключевых направлений нацпроекта "Наука", не последнюю роль играет плодовая мушка дрозофила.

О том, способна ли мышь определить по запаху онкозаболевание, и помогут ли микроорганизмы в поиске эликсира молодости, — в совместном материале портала и ученых ЦКП "Геном" Института молекулярной биологии имени В.А. Энгельгардта РАН, МФТИ, Института биологии Коми научного центра Уральского отделения РАН и НМИЦ онкологии Минздрава России.    

Мыши для определения опухоли

Мышь — одно из главных лабораторных животных. На них проводят все доклинические исследования, от поведенческих тестов до исследования лекарств, в том числе тестируют вакцину от коронавируса, которая однажды позволит нам окончательно победить пандемию.

НМИЦ онкологии Минздрава России, Ростов-на-Дону

Ученые Национального медицинского исследовательского центра (НМИЦ) онкологии проводят свои исследования на экспериментальных мышах и крысах, обладающих SPF-статусом (specifiedpathogenfree, в переводе с английского — свободные от особых патогенов), в том числе иммунодефицитных мышах линии BALB/с nude. На них исследователи воссоздают и изучают ксеногенные опухолевые модели, так как эти мыши имеют сниженную реакцию отторжения трансплантата. Результаты экспериментов используют как в фундаментальной науке, так и для проведения доклинических исследований противоопухолевой эффективности новых фармакологических препаратов.

Национальный медицинский исследовательский центр онкологии совместно с Южным федеральным университетом в рамках гранта работают над проектом по созданию биогибридной системы скрининга социально значимых заболеваний. Предполагается, что для проведения исследований мыши будет имплантирован специальный чип, который позволит животному по запаху определять рак легкого у пациентов. В настоящий момент проводятся испытания тест-системы.

Инна Финочка/ТАСС

Исследования на мышах также активно проводят ученые Института молекулярной биологии имени Энгельгардта, о чем в мае президенту России Владимиру Путину рассказал директор центра Александр Макаров. Местные подопытные несколько отличаются от обычных - часть их генов заменены на человеческие. Гуманизированные животные помогают в разработке лекарств от заболеваний желудочно-кишечного тракта, а также использовались при разработке вакцины от коронавируса.

Отличие российских мышей от существующих в мире аналогов в том, что они биологически безопасны, так как чувствительность к вирусу у них появляется только в вирусологической лаборатории. Таким образом, сотрудники питомников и лабораторий не рискуют заполучить болезнь, испытывая новые препараты.

Мушка для расшифровки генома

Плодовая мушка дрозофила (Drosophilamelanogaster) стоит у истоков генетики, одного из направлений развития нацпроекта "Наука". Именно с этими насекомыми проводил опыты американский генетик Томас Морган. Плодовые мушки недороги в содержании и быстро размножаются — за год можно вырастить более 20 поколений.

Это классический модельный объект, исследования которого на многие годы определили наши представления об организации генома и механизмов того, как последовательностьДНК определяет появление того или иного признака и как эти признаки передаются в ряду поколений. По иронии судьбы дрозофила оказалась владелицей очень нетипично устроенного генома — даже ближайшие ее сородичи не имеют стольких уникальных черт.

Егор Алеев/ТАСС

Большинство механизмов развития взрослого животного со стадии оплодотворенного яйца открыто именно на этой мушке. Например, с ее помощью ученые разобрались, как в процессе развития определяется разница между спинкой и брюшком, почему возникает симметричное расположение правой и левой частей тела. Пожалуй, главной "фишкой" работы ученых с дрозофилой стало изучение мобильных элементов — "живых" последовательностей генома, способных "скакать" по нему, встраиваясь в разные места и создавая совершенно непредсказуемые эффекты.

Собака поможет найти коронавирус

Именно с помощью собак Иван Павлов в свое время создал целое научное направление о высшей нервной деятельности. Наблюдая за собаками, ученый описал ответную реакцию животных на внешние раздражители. Реакции назвали рефлексами, которые впоследствии составили основу изучения нервной системы человека и его психоэмоциональных реакций.

Сегодня ученые используют собак для самых разных целей. Например, сейчас проводят исследования, которые должны научить этих животных определять по запаху больных коронавирусом. Шалаек – помесь шакала и лайки, натасканных на поиск вируса, - презентовали в октябре. 15 таких животных должны помочь аэропорту Шереметьево выявлять пассажиров с этим заболеванием.

Сергей Бобылев/ТАСС

Лягушки вместо теста на беременность

Шпорцевая лягушка — на этой "царевне" ученые исследовали ранние стадии эмбрионального развития. Дело в том, что икринка такой лягушки лежит во внешней среде и под микроскопом видно, какие стадии проходит в своем развитии эмбрион. Примечательно, что раньше шпорцевых лягушек использовали как тест на беременность. Под кожу лягушки вкалывали мочу предположительно беременной женщины, и, если беременность подтверждалась, лягушка начинала метать икру. Простой и многоразовый тест!

Еще одним другом и помощником человека стала нематода C. elegans — организм размером всего около 1 мм. Именно она позволила открыть новые возможности в биомедицине. Видовой эпитет elegans подчеркивает изящество и элегантность этих круглых червей, оказавшихся объектом самых разнообразных исследований. Сегодня нематоды широко используются для скрининга химических соединений при поиске новых лекарств, на них также изучают функции различных генов. Особенно часто нематод используют в поисках механизмов, способных предотвратить старение. К примеру, именно на этих организмах ученые обнаружили, что голодание и ограничение числа калорий способствуют росту продолжительности жизни.

Личный архив Анны Кудрявцевой

Рыбки для сохранения молодости

Продлить человеку молодость помогают и броские цветастые рыбки нотобранхиусы (род Nothobranchius), живущие в пересыхающих водоемах Африки. Как видно, они полезны не только тем, что спасают от голода местное население и снимают стресс аквариумистам по всему миру. Ученые испытывают на нотобранхиусах различные химические соединения и даже изменяют геном рыбок в поисках способа замедлить увядание организма и отсрочить возрастные болезни.