Bananfluers tis gør forskere klogere på menneskets tarme
Hvorfor nogle mennesker rammes af tarmsygdommen Cøliaki, som er forbundet til glutenallergi, er endnu uvist. Men bananfluers urin kan netop have bragt forskerne tættere på at forstå, hvorfor sygdommen opstår.

Det er ikke til at se det, hvis man ikke lige ved det, men faktisk deler vi 60 procent af vores gener med denne lille fyr. Derfor kan undersøgelser af bananfluen være med til at gøre os klogere på os selv. (Foto: Katja Schulz, Flickr, Creative Commons)

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

Cøliaki

Cøliaki er en kronisk inflammatorisk tarmsygdom, dvs. betændelsestilstand i tarmen.

Sygdommen påvirker tyndtarmen, og menes blandt andet at kunne udløses af glutenproteiner.

Symptomerne er mavesmerter, diarre, vægttab og træthed. Det er ukendt, hvorfor kun nogle mennesker får cøliaki, men man kan være genetisk disponeret.

Kilde: Kenneth Agerlin Halberg

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.

Fluens nyrer ved 3000 ganges forstørrelse. Mikrovilli på indersiden af fluens nyre kan ses farvet i grøn. (Figur: © Kenneth A. Halberg 2016)

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.

Ushers syndrom

Retinitis pigmentosa er en gruppe af arvelige sygdomme i øjets nethinde.

Ved Ushers syndrom er retinitis pigmentosa forbundet med nedsat hørelse.

Det kan være forbundet med balanceforstyrrelser.

Kilde: Sundhed.dk

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.

Mikrovilli i fluens nyrer ved 8000 gange forstørrelse efter der henholdsvis er skruet op og ned for mængden af Fas2. Jo mere Fas2, des længere og mere stabile bliver mikrovilli, hvilket gør, at fluen kan danne mere urin hurtigere. (Figur: © Kenneth A. Halberg 2016)

»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.

Sådan gjorde forskerne

Forskerne har manipuleret med mængden af Fas2-proteinet i levende bananfluer ved hjælp af en genetisk metode kaldt Gal4/UAS-systemet.

Metoden tillader, at forskerne genetisk kan modificere bananfluer til enten at udtrykke mere eller mindre af et bestemt protein - for eksempel Fas2.

Fas2 er dog langt fra det eneste protein, som forskerne kan manipulere med.

Metoden tillader forskerne at ændre på gener i det eller de organer, de er interesserede i, eller gøre et protein selvlysende, så man kan se præcis hvor i bananfluen, det bliver udtrykt. (Se billede)

Kilde: Kenneth Agerlin Halberg

Videnskab.dk Podcast

Lyt til vores seneste podcast herunder eller via en podcast-app på din smartphone.


Se den nyeste video fra Tjek

Tjek er en YouTube-kanal om videnskab og sundhed henvendt til unge.

Indholdet på kanalen bliver produceret af Videnskab.dk's Center for Faglig Formidling med samme journalistiske arbejdsgange, som bliver anvendt på Videnskab.dk.