Drosophila melanogaster, in de volksmond bekend als de fruitvlieg, blijft een van de meest gebruikte modelorganismen voor de biomedische wetenschap. Al meer dan honderd jaar hebben de lage kosten, snelle generatietijd en uitstekende genetische hulpmiddelen de vlieg onmisbaar gemaakt voor fundamenteel onderzoek. De toevoeging van talrijke moleculaire hulpmiddelen heeft het modelsysteem in staat gesteld om gelijke tred te houden met de laatste ontwikkelingen. In deze kwestie, verstrekken diverse auteurs voorbeelden van hoe Drosophila momenteel wordt gebruikt, en welke richtingen zij denken het systeem beweegt binnen. Van menselijke ziektemodellering tot de dissectie van cellulaire morfogenese en tot gedrag en veroudering, deze kwestie onderzoekt het huidige gebruik van vliegen, en de invloed van vliegonderzoek op andere modellen.
waarom de vlieg voor onderzoek is gekozen, kan Historisch moeilijk te achterhalen zijn, maar de opkomst van de vlieg is goed gedocumenteerd . Thomas Hunt Morgan gebruikte de vlieg om de chromosomale theorie van overerving te bewijzen die aantoont dat het witte gen op het chromosoom van X woonde, een bevinding waarvoor hij een grondig verdiende Nobelprijs ontving . Hij en zijn protégés gingen vervolgens verder met het definiëren van veel van de principes van genetica, waaronder de effecten van röntgenstralen op mutatiesnelheden, waarvoor Hermann Muller ook de Nobelprijs won . Uit deze ontdekkingen kwam de generatie van balancerchromosomen, een reeks gespecialiseerde chromosomen die recombinatie door een reeks van inversies van DNA verhinderen. Deze hulpmiddelen staan onderzoekers toe om complexe voorraden met veelvoudige veranderingen op enige chromosomen over generaties te handhaven, een vooruitgang die vliegen het belangrijkste genetische systeem maakte . Genetische hulpmiddelen zoals deze leidden tot steeds complexere genetica en complexere problemen die werden aangepakt. Bijvoorbeeld, Seymour Benzer, beroemd voor het uitwerken van de topologie van genen met behulp van bacteriofaag, wendde zich tot Drosophila om de invloed van genen op het gedrag te bestuderen . Zijn werk droeg in grote mate bij aan een van de grote debatten in de biologie, namelijk hoeveel genen bijdragen aan een hogere hersenfunctie, een vooruitgang die hij bereikte met behulp van eenvoudige genetische en complexe mozaïekexperimenten in combinatie met slimme assays om interessante veranderingen in gedrag te observeren.
het moderne tijdperk van het onderzoek naar Drosophila begon echt toen het embryo grondig werd geanalyseerd op genen die betrokken waren bij de ontwikkeling ervan . Dit werk lanceerde vele gebieden van ontwikkelingsbiologie en leidde tot een andere Drosophila Nobelprijs . De fundamentele ontdekking was dat discrete genen verschillende aspecten van de ontwikkeling geregeld. Veel van deze genen bleken homoloog te zijn aan degenen die betrokken zijn bij menselijke ontwikkeling en ziekte. Deze genen waren gedurende miljoenen jaren van evolutie behouden en konden gemakkelijk en snel in vliegen worden bestudeerd. Dit leidde tot een boom in het veld als meer en meer onderzoekers zagen het potentieel van vliegen voor het stellen van fundamentele en toegepaste vragen, en tot de ontwikkeling van steeds slimmer moleculaire tools om deze vragen aan te pakken. Bijvoorbeeld, werd de chemische mutagenese vele jaren gebruikt om nieuwe veranderingen te produceren die voor interessante fenotypes werden gescreend, door zorgvuldige genetische het in kaart brengen, een chromosoomgang, en tenslotte het klonen van het gen worden gevolgd . Momenteel, wordt het MiMIC transposonsysteem toegepast op doel alle genen in het Drosophila genoom, verstrekkend nul veranderingen en een platform aan land eiwit het merken, genuitdrukking het volgen, en vele andere functies door een exon het ruilen benadering . Deze , samen met CRISPR/Cas9 knockout/knockin en overexpressiestrategieën, staan de inactivering toe, het merken, en overexpressie van om het even welk gen in het genoom binnen weken na het beginnen van een project. Gebruikend deze benadering, kan om het even welk gen of zelfs allel met betrekking tot menselijke ziekte in vliegen worden bestudeerd. In feite, zijn deze benaderingen, en vele anderen, samengebracht in een genetische toolkit om menselijke ziektegenen in Drosophila te testen .
aangezien de onderzoeksbudgetten in reële termen krimpen, is het gemakkelijk om fundamenteel onderzoek bij zo ‘ n abstract en vervelend dier als de fruitvlieg over het hoofd te zien. Modelorganismenonderzoek kan een gemakkelijk doelwit zijn voor een snelle grap door een politicus of journalist, en het is veel gemakkelijker om onderzoeksuitgaven voor mensen of van mensen afgeleide materialen te rechtvaardigen, omdat “vertaling” veel duidelijker is in dergelijke studies. Echter, menselijke studies zijn enorm duur en zeer traag, waardoor model organisme onderzoek als de beste, goedkoopste manier om iets complexer te bestuderen. In dit nummer zullen de auteurs recente ontwikkelingen in vliegenonderzoek onderzoeken en vergelijken met de recente ontwikkelingen in andere modelorganismen. Dit gebied blijft levendig en opwindend, met laboratoria die vliegen gebruiken in drugontdekking, bioengineering, regeneratieve biologie, en geneeskunde. De toekomst voor modelorganismenonderzoek is rooskleurig.