Условия космоса оказывают неблагоприятное влияние на противогрибковый иммунитет дрозофил
 Плодовая мушка (дрозофила). (кликните картинку для увеличения) |
|
||||||||
Достоверно известно, что космические полёты оказывают влияние на иммунный ответ, рассказывает Дебора Кимбрелл (Deborah Kimbrell, сотрудница кафедры молекулярной и клеточной биологии колледжа биологических наук Калифорнийского университета в Дэвисе, руководитель проведённого исследования). Работа иммунной системы дрозофил во многих фундаментальных аспектах схожа с работой иммунной системы млекопитающих, например, мыши или человека. При поддержке NASA Дебора Кимбрелл и её коллеги инициировали исследование влияния гравитации на иммунную систему дрозофил. В ходе проведённого исследования специалисты оценивали влияние гипергравитации и микрогравитации — обычного явления космических полётов.
Подопытные дрозофилы были отправлены в космос, находясь на стадии яиц, в рамках 12-дневной миссии на борту космического челнока «Дискавери». На биологическое развитие мушек до взрослых особей требуется 10 дней. После того, как дрозофил доставили на Землю, учёные проверили ответ их иммунной системы на различные инфекции: грибковые, с которыми организм мушек борется через метаболический путь, опосредованный Toll-рецептором, и бактериальную, которой организм дрозофил противостоит с помощью гена Imd (от англ. immune deficiency — иммунодефицит).
Метаболические пути, опосредованные Toll-рецептором и геном Imd, имеют аналоги в организме человека и других млекопитающих. Нобелевская премия по физиологии и медицине 2011 года была вручена как раз за открытие Toll-рецепторной активации наследственного иммунитета у дрозофил и млекопитающих.
По словам Кимбрелл, у дрозофил, которые побывали в космосе, наблюдался активный иммунный ответ, опосредованный геном Imd, но Toll-путь оказался «неработоспособным».
Эксперименты, проведённые на Земле, позволили учёным обнаружить следующее: когда на организм мушек оказывала влияние гипергравитация в условиях центрифуги, их способность противостоять грибковой инфекции была повышена. Это подтверждало то, что Toll-путь начинал протекать более активно. У мутантов по гену Юрий Гагарин, у которых отсутствовал нормальный ответ на гравитационные поля, наблюдалась одинаковая устойчивость к инфекциям как при нормальной гравитации, так и при гипергравитации.
Будущий космический корабль, спроектированный для продолжительных космических миссий, может быть оснащён специальными центрифугами, которые помогут экипажу поддерживать костную и мышечную массу. По мнению Кимбрелл, выясняется, что данные центрифуги могут оказывать положительное влияние и на иммунную систему космонавтов.
Каким образом микрогравитация оказывает влияние на иммунную систему? Учёные имеют на этот счёт две гипотезы, которые могут быть проверены на дрозофилах и человеке.
У дрозофил, которые побывали в космосе, выявлялся повышенный уровень экспрессии генов, несущих информацию о белках теплового шока (БТШ), которые синтезируются в ответ на физиологический стресс. По словам Деборы Кимбрелл, БТШ напрямую связывают с Toll-рецепторами млекопитающих. Специалист утверждает, что белки теплового шока могут сдерживать Toll-активацию у дрозофил. Не исключено, так же что микрогравитация оказывает влияние на поведение белков за пределами рассматриваемых клеток — в области, которая более важна для Toll-метаболического пути, но не для Imd-пути, считает Кимбрелл.
Более подробное описание результатов проведённого исследования можно найти на страницах журнала PLOS ONE.
Также по теме:
- Дрозофилы могут помочь в создании новых противораковых препаратов
- Плодовые мушки смотрят на небо для того, чтобы не сбиться с курса во время полёта
- Белок NOTCH позволяет обучаться дрозофилам, находящимся в условиях депривации сна
- Исследование генов дрозофил привело к созданию новой методики изучения того, как функционирует мозг
- Ген insomniac у дрозофил оказывает влияние на способность спать
Источники: