Космос под ногами: спецпроект Naked Science о космонавтике и «трудной» нефти
Читать
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
31.05.2021
Мария Азарова
5
2 615

Плодовых мушек накормили кокаином, чтобы изучить его влияние на мозг

4.5

По мнению биологов, их исследование станет основой разработки препаратов для лечения или профилактики наркозависимости у людей.

Дрозофила фруктовая
Дрозофила фруктовая (Drosophila melanogaster) — двукрылое насекомое, вид плодовой мухи из рода дрозофил, наиболее часто использующийся в генетических экспериментах (во второй половине XX века дрозофила стала одним из основных модельных организмов также для биологии развития) / © Getty Images

Ученые из Центра генетики человека при Клемсонском университете (Южная Каролина, США) обнаружили специфические кластеры клеток в мозгу обыкновенных плодовых мух (Drosophila melanogaster), подвергнутых действию кокаина — алкалоида тропанового ряда, популярного наркотика. Итоги исследования опубликовали несколько дней назад в журнале Genome Research.

На протяжении тысячелетий жители Анд в Южной Америке жевали листья коки — кустарникового растения из рода эритроксилум. Основной их алкалоид — кокаин — выделили лишь в середине XIX века. Затем его использовали в запатентованных средствах для местной анестезии, продавали как капли от насморка, добавляли в напитки и тоники в Европе, Северной Америке и Австралии до начала 1900-х. Но законы, ограничивающие доступность кокаина, повлекли снижение его потребления к 1960-х. 

На сегодня кокаиновая зависимость стала серьезной проблемой общественного здравоохранения, спровоцировав множество медицинских, психологических и социальных проблем, включая распространение инфекционных заболеваний (например, СПИДа, гепатита и туберкулеза), повышение уровня преступности, насилия и воздействия наркотика на плод при беременности.

Хотя неврологические эффекты кокаина хорошо известны, его влияние на экспрессию генов в мозгу изучили недостаточно. Авторы нового исследования решили получить ответ на этот вопрос при помощи дрозофил — их гены на 70 процентов состоят из «гомологических генов», аналогичных человеческим. Во время эксперимента самкам и самцам плодовых мушек на протяжении максимум двух часов давали определенное количество сахарозы (контрольная группа) или сахарозы с добавлением кокаина.

Труди Маккей, директор Центра генетики человека при Клемсонском университете / © Clemson University

После приема наркотика за поведением насекомых наблюдали. Чтобы оценить влияние кокаина на экспрессию генов, ученые препарировали мозг дрозофил и разделяли его на отдельные клетки. Применив метод секвенирования нового поколения, они создали целые «библиотеки» экспрессируемых генов для отдельных клеток (всего — 88 991 единица). В каждой ячейке были тысячи транскриптов. Посредством сложного статистического анализа авторы работы сгруппировали их в 36 отдельных кластеров клеток — нейрональные и глиальные, а также типы нейротрансмиттеров из большинства областей мозга, включая грибовидные тела.

Употребление кокаина, как оказалось, вызывало быстрые и повсеместные изменения в экспрессии генов по всему мозгу плодовых мушек, причем различия были более выражены у самцов. У дрозофил, накормленных кокаином, выявили нарушения двигательной активности, частые припадки и судороги. Наркотик повлиял на все типы клеток мозга, особенно на клетки Кеньона в грибовидных телах (парные структуры в мозге насекомых и других членистоногих, связаны с модификациями поведения) и некоторые нейроглии.

«Мы можем увидеть, какие гены экспрессируются при воздействии кокаина, и существуют ли одобренные Управлением по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) лекарства для борьбы с зависимостью, которые можно было бы протестировать — сначала на тех же мухах. Мы уже обнаружили несколько таких генов. Но пока это начало», — подытожила Труди Маккей, один из авторов исследования.

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Вчера, 17:40
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

Позавчера, 08:19
Анна Новиковская

Согласно исследованию американских ученых, съесть одну форель, выловленную в реках и озерах США, эквивалентно месячному употреблению воды, загрязненной «вечными химикатами».

Вчера, 10:53
Сергей Васильев

Компьютерное моделирование двойных систем продемонстрировало, что их планеты способны сохранять стабильные орбиты на протяжении миллиарда лет и даже более. Это повышает шансы на развитие жизни в мирах, напоминающих фантастический Татуин.

Вчера, 17:40
Василий Парфенов

Пока фанаты SpaceX увлеченно следят за достижениями компании, астрономы грустно наблюдают, как их работа становится сложнее с каждым запуском спутников Starlink. Прогресс не проходит без жертв. Поэтому различные научные ассоциации ищут способы снизить негативное влияние множества новых рукотворных объектов в околоземном пространстве на качество данных, получаемых телескопами. Некоторые решения со стороны выглядят экстремальными — например, теперь лазеры для корректировки адаптивной оптики можно не выключать, если в поле зрения есть спутник Starlink. А это десятки ватт излучения!

21 января
Сергей Васильев

Грибница вешенок оказалась усеяна крошечными отростками, заполненными мощным нейротоксином, который почти мгновенно парализует мелких червей. Ученым удалось выяснить, из чего состоит и как действует этот смертельный яд.

Позавчера, 08:19
Анна Новиковская

Согласно исследованию американских ученых, съесть одну форель, выловленную в реках и озерах США, эквивалентно месячному употреблению воды, загрязненной «вечными химикатами».

10 января
Алиса Гаджиева

Исследователи, изучающие систему обороны Великой стены, обнаружили следы более 130 секретных сквозных проходов и полагают, что это только начало.

5 января
Александра Медведева

Биологи показали, что нейронные сети гиппокампа, ответственные за пространственное восприятие, изменяются не линейным образом, а в соответствии с гиперболической геометрией. То есть мозг представляет пространство в форме расширяющихся песочных часов. Результаты исследования могут иметь значение для лучшего понимания различных нейродегенеративных расстройств.

9 января
Александр Березин

Избыточный вес убивает куда больше людей, чем войны с голодом вместе. До самых недавних пор это объясняли то «мусорным» фастудным питанием, то недостаточными физическими нагрузками. Научные работы показывают: эти гипотезы были неверны. За последние полвека сильно потолстели даже лабораторные животные, корм и нагрузки которых не менялись. Эпидемия лишнего веса действительно убийственна, но ее причина не в калориях или нехватке нагрузки. А в чем же? Naked Science исследует для вас этот вопрос.

[miniorange_social_login]

Комментарии

5 Комментариев

-
0
+
Что-то я не понял ничего. Гены в мозгу? Припадки и судороги у дрозофил? Уф, скоро я смогу на снегу спать, и у меня лохматость повысится...
-
1
+
"На протяжении тысячелетий жители Анд в Южной Америке жевали листья коки", а потому не додумались использовать колесо для перевозки грузов и людей...
    -
    0
    +
    Так про эту тему уже сколько раз говорили: что толку от колеса, когда тягловых животных типа лошадей нет? Додумались они до колеса, просто оно у них было как паровой двигатель во времена Герона. Что до жевания листьев коки, то кокаина там около 1% - и такое жевание по эффекту не более наркотическое, чем употребление кофе. А то и менее наркотическое.
    +
      ещё комментарии
      -
      0
      +
      Неужто к каждой шутке надо ставить смайлик?.. Как это грустно. Касаемо серьезного анализа проблемы неиспользования колеса в практических целях в доколумбовой Америке, то отсутствие тягловых животных -- это не причина. Человек вполне подходящая для этих целей скотина, к тому же более живучая, чем лошадь и даже, чем осел... Если бы не принцип колеса, то многих мегалитических построек не было бы, да и ГУЛАГ без тачки был бы невозможен... Скорее всего, отказ от применения колеса в практике американцев был вызван какими-то особенностями мироощущения жителей обеих Америк. Возможно, они видели в круге символ Луны или Солнца и не хотели оскорблять его бытовым использованием... Но я не настаиваю на таком толковании. Кстати, Герон придумал не мотор, а игрушку, так как в таком виде (какой приписывают изобретению Герона) паровая турбина имеет КПД близкий к нулю и неприменима в качестве движителя...
        -
        0
        +
        Да я понял, что шутка. Но несколько обидная для определённой части человечества.
        Человек вполне подходящая для этих целей скотина, к тому же более живучая, чем лошадь и даже, чем осел
        Ну нет, человек гораздо слабее. Мне кажется, что когда колесо уже внедрено, можно и человеческий труд к нему подключать. Но ради одного человека вводить такую инновацию...
        Кстати, Герон придумал не мотор, а игрушку, так как в таком виде (какой приписывают изобретению Герона) паровая турбина имеет КПД близкий к нулю и неприменима в качестве движителя...
        Вот этого я не знал
Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: