Bananflugan har en rad egenskaper som gör den mycket lämplig som forskningsmodell. Den är lättskött, ger riklig avkomma och har korta generationsväxlingar. Flugans arvsmassa kartlades redan 2000.
Forskningens hjältar

Flugan som gav Nobelpris – igen

2017-10-03

En klassisk djurmodell, obligatorisk i biologisk utbildning – men också en modern modell som efter mer än ett sekel i forskningens tjänst fortsätter att generera ny kunskap. I går var det dags igen för ett Nobelpris där bananflugan spelat en central roll. Med denna lilla fluga inleds Curies artikelserie Forskningens hjältar, som handlar om några av våra viktigaste modellorganismer.

Ett gulnat fotografi, interiören från ett labb vid Columbia University för 100 år sedan: labbänk i mörkt trä, mängder med glasburkar i rader, ett mikroskop och så i blickfånget, hängande från taket: en stor klase övermogna bananer.

Bilden är från The Fly Room, det framgångsrika laboratoriet som etablerade bananflugan, Drosophila melanogaster, som en av vetenskapens mest klassiska djurmodeller. I detta flugrum lades under tidigt 1900-tal mycket av grunden till den moderna genetiken, och grundaren, Thomas Hunt Morgan, belönades med Nobelpriset 1933. Han fick det för sina ”upptäckter rörande kromosomernas ärftlighetsbärande funktion”.

Idag, hundra år och flera flugrelaterade Nobelpris efter The Fly Room, är den pyttelilla insekten fortfarande en av de mest använda modellorganismerna i forskningen. Varför?

Katarina Ejeskär

– Bananflugan har allt!, förklarar professor Katarina Ejeskär vid Skövde Högskola entusiastiskt.

En av de viktigaste aspekterna är just att det redan gjorts så mycket forskning på drosophila. Det finns så många fiffiga lösningar framtagna som gör den väldigt lättjobbad som modell, framhåller hon.

– Om jag till exempel vill uttrycka en viss gen i enstaka celler eller färga olika vävnader på olika sätt så måste jag inte börja med att uppfinna en metod för det – det har någon annan redan gjort.

Forskarna delar gärna med sig

Bananflugan har också som art en rad egenskaper som gör den mycket lämplig som forskningsmodell. Den är lättskött, kräver inte mycket utrymme, föda eller omvårdnad för att trivas, ger riklig avkomma och har korta generationsväxlingar: tio till fjorton dagar. Dessutom är flugans genetik föredömligt enkel.

Hela genomet är på cirka 140 miljoner baspar (20 gånger mindre än människans) och de åtta kromosomerna uppträder som så kallade jättekromosomer i larvernas salivkörtlar, vilket gör dem extra lätta att studera. Bananflugan blev år 2000 det andra djuret att få hela sin arvsmassa kartlagd. Bara den lilla rundmasken C. Elegans hann före.

Ytterligare ett skäl att välja bananflugor som modell är den öppna och generösa kulturen i forskningsfältet, menar Katarina Ejeskär. Drosophilaforskare delar gärna med sig av sina modeller, direkt eller via de banker som byggts upp med tusentals olika flugstammar.

– Det är ju rätt lätt att vara givmild när varje hona lägger flera hundra ägg, säger hon. Vi har nästan alltid ett överflöd. Det enda problemet när man skickar efter flugor är temperaturkänsligheten – de överlever inte under 16 °C. Om försändelsen hanterats fel längs vägen kan man få ett paket döda flugor med posten.

Ungefär likadant i människans celler

Katarina Ejeskär är molekylärbiolog och forskar bland annat om neuroblastom – en cancerform som framför allt drabbar små barn. Antalet fall per år är få, men bland spädbarn är neuroblastom den vanligaste cancerformen.

– Jag undersöker grundläggande mekanismer i cellen som är viktiga för utvecklingen av cancer, som celldelning. Den finns ju hos alla djur och har inte förändrats så mycket under evolutionens gång, därför går det bra att använda bananfluga som modell. Mycket av vad vi idag vet om hur människans celler fungerar bygger faktiskt från början på upptäckter i bananfluga. Sedan har man sett: oj, det är ungefär likadant i våra egna celler!

Själv började Ejeskär använda bananflugor för sju, åtta år sedan, för att studera en muterad gen som hon hittat i mänskliga cancerceller. Det visade sig att det gick alldeles utmärkt att uttrycka genen i flugor. Ejeskär tycker sig se att fler forskargrupper fått upp ögonen för bananflugors användbarhet i cancerforskning.

– Det har kommit en del pek på sistone. Ingen explosion, men fler verkar ha upptäckt att möss inte alltid är bäst.

För hennes egen del var det både ett positivt val och en nödvändighet att välja bananfluga som modell, konstaterar hon.

– Jag har inte haft tillräcklig budget för möss, och på en liten högskola som vår är det heller inte möjligt att ha en musanläggning. Men för den här typen av forskning, om genfunktion, skulle jag ändå ha valt fluga. Det går snabbare med fluga och det finns så många kluriga verktyg att använda. Men om min forskning leder vidare till behandlingsstudier, då behöver jag använda möss.

Cancer, glutenintolerans och muskelsjukdom

Ejeskärs bananflugor bor i små plaströr och kräver ingen annan skötsel än att ibland flyttas över till ett rör med ny mat i. Ibland behöver forskarna titta igenom en svärm och sortera ut individer med rätt egenskaper – då sövs flugorna med koldioxid.

– Det ser pilligt ut att hantera dem, men är inte så svårt. Det går faktiskt utmärkt att dissekera en död bananfluga också, till exempel att skära ut ett visst organ för analys. Man får ha små, fina knivar och saxar.

Med åren har verksamheten i hennes fluglabb vuxit. Förutom forskningen om neuroblastom pågår i labbet idag även studier om glutenintolerans och muskelsjukdom.

– Jag är med på ett hörn i projektet om muskelsjukdom, det är framför allt Homa Tajsharghis forskning. Vi har fört in en gen från patienter med muskelförsvagning i flugorna med genverktyget CRISPR. Effekten på flugorna blev väldigt likartad, man ser det bland annat på att de kryper långsammare och flyger dåligt.

Det femte Nobelpriset nu i år

Trots att våra utvecklingslinjer skiljdes åt för ungefär en halv miljard år sedan fungerar bananfluga och människa fortfarande så lika att iakttagelser i den lilla insekten gång på gång leder till ny kunskap om hur vi själva fungerar. Om det vittnar inte minst de hittills fem Nobelpris där bananflugan spelat en central roll.

Det senaste är årets Nobelpris till de tre amerikanerna Hall, Rosbash och Young som på 1980- och 1990-talen upptäckte bananflugans molekylära mekanismer för dygnsrytm – principer som sedan visat sig fungera likadant i bland annat människa

– Allt är förstås inte likadant i fluga och människa, säger Katarina Ejeskär. Insekter har bland annat väldigt annorlunda blodsystem och immunsystem. Men på cellnivå är många vävnader rätt lika – som muskler, hjärta och, faktiskt, hjärna.

Läs också de andra artiklarna i serien forskningens hjältar:
Ogräs får forskningen att blomma

Text: Anders Nilsson
Foto: Depositphotos, Högskolan i Skövde

1 kommentar

Tack för din kommentar. Den kan komma att modereras innan den publiceras.

  • Tomas Hökfelt

    Att skriva om Nobelpris och bananflugan utan att nämna Seymour Benzer känns litet historielöst. Pionjären och en verklig hjälte som tyvärr aldrig belönades.

    2017.10.05