Bananfluers tis gør forskere klogere på menneskets tarme

Hvad er ligheden mellem en bananflue og et menneske? Jo, ser du, intet mindre end 60 procent af vores gener.

Undersøgelser af bananfluen er derfor et alletiders værktøj til at blive klogere på mennesket, og det er præcis, hvad forskere fra University of Glasgow og Københavns Universitet har benyttet sig af for bedre at forstå de menneskelige nyrer.

Forskerne har undersøgt et protein, som normalt står for udviklingen af fluens nervebaner, men faktisk gør proteinet Fas2 meget mere end det. Proteinet spiller en helt central rolle i fluens nyrefunktion, har forskerne opdaget.

Hvis det samme gør sig gældende hos mennesker, kan det måske forklare, hvorfor sygdomme som Cøliaki og Ushers syndrom opstår, pointerer forskerne. (Se faktaboks)

Studiet er netop publiceret i det anerkendte videnskabelige tidsskrift Nature Communications, og det høster anerkendelse fra professor Jesper Thorvald Troelsen, som selv forsker i genregulerende proteiner.

»Der er talrige eksempler på, at man har fundet ting i bananfluer, og så efterfølgende fundet ud af, at de har samme eller en meget vigtig funktion i mennesket. Derfor skal man holde øje med, hvad bananfluefolk går og laver, for det kan give inspiration til, hvad man skal undersøge hos mennesket,« siger Jesper Thorvald Troelsen, som er professor på Institut for Naturvidenskab og Miljø på Roskilde Universitet. Han har læst det nye studie, men ikke deltaget i det.

Protein har afgørende betydning for fluers nyrefunktion

Proteinet, som forskerne har undersøgt, er et af de mest velstuderede proteiner i biologien. De næsten 6.000 studier af proteinet Fas2, som forskerne har fundet frem til, handler dog om proteinets indflydelse på udviklingen af bananfluens nervebaner og ikke dens nyrer.

Da forskerne undersøgte, hvor i fluen, proteinet var stærkest udtrykt, fandt de ud af, at proteinet faktisk har en afgørende rolle i fluernes nyrer.

For at finde ud af, hvilken rolle proteinet helt konkret spiller, eksperimenterede forskerne med at skrue op og ned for mængden af proteinet i bananfluen, og resultatet var en henholdsvis nedsat og forbedret nyrefunktion hos bananfluen.

»Vi fandt ud af, at de fluer, hvori vi fjernede Fas2-molekylet, ikke var i stand til at transportere væske lige så hurtigt og effektivt som den normale flue, mens de fluer, vi puttede endnu mere Fas2 i, var i stand til at danne urin endnu hurtigere og bedre,« siger studiets hovedforfatter Kenneth Agerlin Halberg, som er postdoc på Biologisk Institut på Københavns Universitet, men i øjeblikket arbejder ved Institute of Molecular, Cell & Systems Biology på University of Glasgow.

Protein holder sammen på cellebarriere

Grunden til, at den Fas2-fyldte bananflue bedre og hurtigere kunne danne urin end den Fas2-fattige bananflue, skal findes i det, som forskerne kalder mikrovilli.

Mikrovilli beklæder nogle ydre celleoverflader i flercellede organismer, og de findes både i nyrerne, tarmen, ørerne og øjnene.

»De her mikrovilli er i tarmen involveret i at fordøje vores føde og lave en kæmpe overflade på tarmen, sådan at vi kan optage al den næring, vi spiser. Samtidig er de cellens forsvar udadtil mod alle de bakterier og stoffer, vi får ind, når vi spiser - for eksempel virus. Det, som de viser i studiet, er, at Fas2-proteinet holder de her mikrovilli sammen, så de bliver en barriere,« siger Jesper Thorvald Troelsen.

Fas2-proteinet var altså med til at stabilisere mikrovilli i bananfluernes nyrer, så bananfluerne bedre og hurtigere kunne danne urin.

Defekter i mikrovilli forårsager sygdomme hos mennesker

Men hvorfor er det i det hele taget interessant at vide, at et protein i bananfluen stabiliserer mikrovilli?

Ganske enkelt fordi mennesket har sin egen version af Fas2-proteinet kaldet NCAM, og fordi destabiliserede mikrovilli hos mennesker er forbundet med sygdomme såsom Ushers syndrom og tarmsygdommen Cøliaki.

»Man ved, at der er rigtig mange sygdomstilstande, som relaterer til, om de her mikrovilli fungerer normalt eller ej. Cøliaki og Ushers syndrom er nogle genetiske lidelser, hvor man har defekter i mikrovilli. Det er et stort problem for de mennesker, der er påvirkede, og man har ikke helt forståelse for, hvordan det udvikles. Det, vi har fundet i bananfluen, er, at der findes nogle proteinstrukturer, som er med til at stabilisere mikrovilli. Hvis de proteinstrukturer ikke er der, har man nogle af de nævnte defekter,« siger Kenneth Agerlin Halberg.

Hvis menneskets NCAM-protein ligesom bananfluens Fas2-protein er med til at stabilisere mikrovilli, kan det altså muligvis forklare, hvorfor nogle mennesker får lidelserne.

»Det er interessant, at de har fundet et protein, som har en funktion et helt andet sted i kroppen, end man egentlig vidste i forvejen. Det er et klassisk eksempel på, at man ved at udnytte nogle mere simple modelorganismer kan få ny viden, og det giver anledning til at kigge på, om mennesket har tilsvarende proteiner, som har samme funktion, som er vist i studiet. Det ville være interessant,« siger Jesper Thorvald Troelsen.