объект

дрозофила

Вид плодовых мушек, чей коннектом был картирован и использован в симуляции.
2 статьи

Описание

Дрозофила — род мелких мушек, и один его вид — Drosophila melanogaster, обычная плодовая мушка, — стал одним из важнейших лабораторных животных в биологии. Длина её — несколько миллиметров, живёт она на забродивших фруктах и проходит весь жизненный цикл от яйца до взрослой особи примерно за десять дней при комнатной температуре. Такая короткая смена поколений, а также лёгкость содержания тысяч мушек в небольших бутылочках сделали её удобным объектом для изучения наследственности задолго до того, как стало возможно секвенировать ДНК. Геном мушки содержит около 14 000 генов, упакованных всего в четыре пары хромосом, и значительная доля этих генов имеет узнаваемые аналоги у человека, в том числе многие гены, связанные с развитием и с раком. Поскольку животное мало, а его связи конечны, оно также стало первым существом, чья полная схема связей мозга — коннектом — была детально восстановлена, поэтому оно и фигурирует в симуляциях нейронных цепей.

История

Томас Хант Морган начал использовать дрозофилу в своей лаборатории в Колумбийском университете около 1910 года, и открытие его группой сцепленного с полом наследования и мутаций, локализованных в хромосомах, утвердило мушку в качестве модельного организма. Полный коннектом мозга взрослой мушки был опубликован в 2024 году консорциумом FlyWire.

Как это работает

Плодовая мушка развивается через чётко выраженные стадии: эмбрион, три личиночные стадии, стадию куколки, в которой тело перестраивается, и взрослую особь. Это превращение означает, что один и тот же набор генов используется в разных контекстах, и отчасти поэтому мушка так много сообщает о том, как гены управляют формой тела. Её нервная система построена из фиксированного и поддающегося подсчёту числа клеток, так что отдельные нейроны можно опознавать и прослеживать от одного животного к другому. Именно эта воспроизводимость и делает полную карту связей осмысленной: одна и та же клетка у двух разных мушек занимает одно и то же место и соединяется с теми же партнёрами.

Где применяется

Дрозофилу используют в генетике, биологии развития, нейробиологии и при испытании лекарств, а её коннектом служит испытательным стендом для моделирования того, как реальная нервная система порождает поведение.

Любопытный факт

Около 60 процентов генов дрозофилы имеют аналог у человека, а примерно 75 процентов генов, известных как причины заболеваний человека, имеют узнаваемое соответствие у мушки.

Статьи по теме · 2

Тайный язык клубеньков: как ИИ подслушал переговоры растений и бактерий
Корень люцерны покрыт розовыми бугорками размером с горошину. Внутри каждого из них бактерии превращают азот из воздуха в удобрение, а растение платит им сахаром. Чтобы сделка не сорвалась, партнёры обмениваются белковыми посланиями, но до недавнего времени этот разговор был для нас почти неслышен.
Четыре окна в клетку: как увидеть перекись водорода в живом эмбрионе
В доме, где живёт клетка, есть четыре комнаты: митохондрии, ядро, цитозоль и плазматическая мембрана. Раньше мы могли видеть только, что где-то зажёгся огонь, но не знали, в какой именно комнате. Теперь у нас четыре окна, и каждое показывает свою часть дома. Огонь в этом доме — перекись водорода, маленькая сигнальная молекула, которая окисляет белки, как ржавчина разъедает железо.