RUC-forsker finder ’missing link’ hos bananfluen
Det har l?nge v?ret et af videnskabens helt store mysterier, hvordan kroppen ved, hvorn?r den skal p?begynde forvandlingsprocessen fra barn til voksen.
Men nu har en forsker fra 真人线上娱乐 Universitet fundet en vigtig brik i relation til, hvad der igangs?tter k?nsmodningen hos bananfluer. En banebrydende opdagelse, som m?ske kan hj?lpe os til at forst? mekanismen bag menneskets pubertet og samtidig g?re os klogere p?, hvorfor unge i den vestlige verden g?r tidligere og tidligere i puberteten.
S?gt efter svar i 100 ?r
Bananfluen er en af de mest anvendte modelorganismer i forskning inden for genetik og biomedicin. Dels fordi den har en kort reproduktionstid og er billig at formere, og dels fordi den er genetisk simpel og har f?et kortlagt sit DNA, hvilket giver forskerne en stor ’v?rkst?jskasse’ til at besvare biologiske sp?rgsm?l.
For 100 ?r siden fandt forskere ud af, at der hos bananfluen var en faktor i hjernen, som kunne starte k?nsmodningen. Man havde ikke identificeret faktoren, men man vidste, der var et eller andet i hjernen, der kunne s?tte processen i gang.
Kim Rewitz, adjunkt i Medicinalbiologi, Institut for Natur, Systemer og Modeller, RUC, fort?ller:
”For 20 ?r siden fandt man s? ud af, hvad faktoren var og at molekylet var et peptidhormon, som minder om en r?kke v?kstfaktorer, der bliver produceret og udskilt af nogle nerveceller. Man fandt ogs? ud af, at peptidhormonet p?virker den kirtel, der producerer steroidhormon. Og s? blev man klar over, at dette signalmolekyle fra hjernen m?tte v?re noget, der bandt til overfladen af kirtlens celler, pga. molekylets struktur.”
”Men man havde ikke kunnet finde den receptor p? overfladen af cellen, der modtog signalet, og den har man s? ledt efter i 20 ?r. Og det er den, vi har fundet. Det var et k?mpe missing link i arbejdet med at forst? det system, der har med k?nsmodningen at g?re”, forklarer Kim Rewitz.
Cellernes receptorer kan deles ind i forskellige grupper. Problemet var, at forskerne havde kigget blandt den forkerte gruppe af receptorer. Kim Rewitz fik idéen til at kigge p? en anden gruppe af receptorer efter et ophold p? Galatheaskibet, hvor han faldt i snak med nogle forskere fra SDU, som er eksperter i at analysere proteiner ved hj?lp af s?kaldte proteomanalyser, som er analyser af kroppens proteiner. Ideen kom fra de efterf?lgende proteomanalyser, som viste, at den m?de, hormonet kommunikerer med cellerne p?, er den samme som benyttes af v?kstfaktorer i mennesker, hvilket bet?d at hormonet m?tte benytte en anden gruppe af receptorer end tidligere antaget.
”Efter jeg fandt receptoren, brugte jeg halvandet ?r i USA sammen med Michael O’Connor og Naoki Yamanaka, to andre forskere, p? at karakterisere den. Og s? fik vi heldigvis udgivet vores resultater f?r nogle andre. Det er jo altid lidt nervepirrende, n?r man f?ler man sidder med noget, der er ret stort, for rundt omkring i verden sidder mange andre forskere, der arbejder p? at finde ud af pr?cis det samme”, forklarer Kim Rewitz.
Tidlig pubertet
Resultaterne g?r, at vi nu for f?rste gang virkelig har et s?t redskaber, der giver os muligheden for at forst?, hvad der igangs?tter k?nsmodningen. Systemet hos bananfluer ligner p? mange omr?der det system, der s?tter puberteten i gang hos mennesker, og det kan derfor bruges som model. Det kan med tiden forh?bentligt ogs? g?re os klogere p? menneskets pubertet, som stadig er en g?de for forskerne verden over.
Puberteten indtr?der i Danmark et helt ?r tidligere i dag, end den gjorde for bare 15 ?r siden, viser en unders?gelse fra Rigshospitalets Afdeling for V?kst og Reproduktion. Faktisk f?r de fleste piger bryster allerede inden deres 10-?rs f?dselsdag. Ogs? K?benhavns Drengekor har de seneste ?r v?ret plaget af tidlig pubertet og drengestemmer i overgang.
N?r puberteten s?tter ind for tidligt, p?virker det kroppen p? mange forskellige m?der. Forskerne ved dog ikke pr?cis hvordan, men de frygter bl.a., at hormonp?virkningen ?ger risikoen for brystkr?ft senere i livet. B?rn, der g?r tidligt i puberteten, vil ofte ogs? holde tidligere op med at vokse, s? de ikke bliver s? h?je, som de ellers ville v?re blevet.
En af teorierne er, at kemikalier kan ?ndre det indre ur, der fort?ller kroppen, at nu er det p? tide at komme i puberteten; en anden, at fedme kan v?re en ?rsag til den tidlige pubertet. Men man er endnu ikke kommet s? langt i forskningen, at man kan bevise det. Derfor er det et vigtigt skridt, at man nu er kommet lidt t?ttere p? at forst?, hvad der g?r sig g?ldende, n?r bananfluer g?r i ”puberteten”. Teorien er, at det er en tilsvarende proces, der foreg?r i mennesket.
”Jeg h?ber, at resultaterne kan v?re med til at give os en forst?else af hele det komplicerede system, der har med puberteten at g?re, s?dan s? vi p? l?ngere sigt kan overf?re nogle af de ting til mennesker. Alt tyder fx p?, at en kalorierig di?t kan v?re med til at accelerere puberteten, det g?lder b?de for bananfluer og mennesker, men vi har brug for meget mere viden om, hvad det er for nogen processer, der sker i kroppen,” fort?ller RUC-forskeren og forklarer, at der er en r?kke andre interessante perspektiver i forskningsprojektet, bl.a. i relation til v?kst.
Sammenh?ng med v?kst
”Det system, der stopper v?kst hos bananfluen, er koblet til den seksuelle k?nsmodning ligesom hos mennesket, og derfor er det ekstra interessant at studere, fordi man endnu ikke ved, hvad der bestemmer et dyrs st?rrelse”, fort?ller Kim Rewitz og forklarer, at alle dyr starter som en enkelt celle, men at man ved meget lidt om, hvorfor en bl?hval vokser sig k?mpestor, mens en bananflue aldrig bliver st?rre end et par millimeter.
”Et dyrs st?rrelse bestemmes af to ting: dels af hvor hurtigt dyret vokser, men i endnu h?jere grad af, hvor lang tid det vokser. Mennesket vokser i mange ?r, men det g?r bananfluen fx ikke. Vi ved meget om, hvad der styrer, hvor hurtigt et dyr vokser, men man ved ikke, hvad der g?r, at et dyr stopper med at vokse p? et tidspunkt.”
”Og det med v?kst og st?rrelse er meget vigtigt. For det er et vigtigt tr?k for en art, at vi alle sammen har mere eller mindre den samme st?rrelse, for ellers kan vi ikke reproducere os,” forklarer den danske forsker.
Insekticider
Arbejdet med de sm? insekter kan ogs? f? stor betydning p? et andet omr?de. Nu hvor man kender receptoren i bananfluer, vil man nemlig ogs? kunne finde den i alle andre insekter. Og det giver store muligheder i forhold til s?kaldte selektive insekticider – dvs. insektbek?mpelsesmidler, der kun rammer visse grupper af insekter:
”Hvis vi forst?r insekters udvikling - hvad der er unikt for insekter og hvad der er kritisk for deres udvikling – s? har vi jo nogle rigtig gode m?l, hvorfra vi i princippet kan udvikle nogle bek?mpelsesmidler, der ikke rammer andre grupper af dyr,” forklarer Kim Rewitz.
”Nu er bananfluer ikke den store plage. Men pr?v at t?nk over, hvad insekter koster i menneskeliv og i tabte afgr?der p? verdensplan - det er jo vanvittige bel?b hvert ?r. Men med vores nye viden vil man kunne fors?ge at udvikle insekticider, der kun rammer en meget lille gruppe af insekter, fordi den receptor – som er afg?rende for insektets udvikling - vi har fundet p? overfladen af cellerne, og det hormon, den binder, er s? artsspecifikt.”
Kim Rewitz har f?et publiceret sine resultater i Science, som er et af verdens mest velansete videnskabelige tidsskrifter.
Fakta
Hvad er en celle-receptor?
En receptor er noget, der modtager et signal. I celler er der mange forskellige typer af receptorer. Den receptor, Kim Rewitz har identificeret, sidder p? cellens overflade, og modtager et hormonsignal fra hjernen om, at nu skal k?nsmodningen s?ttes i gang. N?r hjernen udskiller hormonstoffet, bindes det til receptoren p? overfladen af cellerne, og receptoren sender s? et signal gennem cellemembranen og ind i cellen. Hormoner har deres egen specifikke receptor. Man kan sammenligne hormonet med en n?gle og receptoren med en l?s - hvis n?glen passer kan man ?bne for en funktion i cellen. S? for at forst? et hormons funktion, bliver man n?dt til ogs? at kende den receptor, hormonet binder til.
Fors?g med bananfluer
Bananfluerne har v?ret et vigtigt redskab for forskerne i over hundrede ?r. I begyndelsen af sidste ?rhundrede lagde studier af fluer grunden til vores viden om gener og kromosomer, som f?rte til en forst?else af, fx hvordan sygdomme kan v?re arvelige. Sidenhen gav forskning inden for bananfluer svaret p?, hvilke gener der er involveret i fosterudvikling, som sidenhen viste sig ogs? at give mange svar p? ?rsagen til f?dselsdefekter hos mennesker. I de senere ?r er fluen blevet brugt til at studere mekanismer bag en r?kke forskellige humane sygdomme som fx kr?ft, Alzheimers, Parkinsons syge og sygdomme relateret til stofskifte. Flere livsstilssygdomme bliver ogs? analyseret i bananfluen. Forskerne har blandt andet frembragt en flue, som er afh?ngig af alkohol for at unders?ge, om generne spiller en rolle i alkoholisme. I dag bliver bananfluen ogs? hyppigt anvendt i forbindelse med forskning i stofskifte og fedme.