研究人员通过基因改造让果蝇渴望可卡因

研究这些经过改造的昆虫可能有助于科学家为人类开发新的治疗方法。
Close up of fruit fly head on orange background
果蝇天生不喜欢可卡因的味道。来源:Deposit Photos

在世界首例中,犹他大学的科学家们成功培育出了易患可卡因成瘾果蝇。然而,尽管听起来很奇怪,但对昆虫进行基因改造以使其渴望这种毒品可能具有救命的意义。这种新颖的生物模型有助于成瘾治疗疗法的开发,并加快研究进程。相关研究结果发表在《神经科学杂志》上。

尽管听起来令人惊讶,但人类与果蝇有着许多共同之处。事实上,我们共享约 70–75% 的基因,这些基因与各种疾病以及许多相同的生命器官有关。多年来,研究人员一直依赖果蝇进行基因研究,特别是调查某些成瘾(如可卡因滥用)的生物学根源。这在很大程度上归功于果蝇的快速生命周期及其相对简单的基因构成。然而,尽管科学家们过去曾向果蝇施用过这种药物,但一直存在一个小问题。

“果蝇一点也不喜欢可卡因,”该研究的资深作者、精神病学副教授 Adrian Rothenfluh 在一份声明中

即使在之前接触过可卡因的情况下,Rothenfluh 的团队也注意到,这些昆虫一贯选择纯糖水,而不是掺有可卡因的糖水。该研究的第一作者 Travis Philyaw 认为,原因可能在于果蝇腿上的味觉感受器。

“昆虫在进化上已经准备好避免植物毒素,而可卡因就是一种植物毒素,”Philyaw 解释道。“它们的‘手臂’——跗节——上有味觉感受器,这样它们在放进嘴里之前就可以把‘手’放进东西里,然后决定‘我不会碰那个’。”

在确认可卡因会激活果蝇的苦味感受器后,Rothenfluh 和 Philyaw 关闭了这些神经。一旦失活,就没有什么能阻止果蝇养成可卡因的习惯了。随后,这些经过改造的果蝇接触了掺有低浓度可卡因的糖水。16 小时内,这些昆虫就表现出对含有该药物的饮料的偏好。

“低剂量时,它们就开始跑来跑去,就像人类一样,”Rothenfluh 说。“超高剂量时,它们会变得无精打采,这一点在人类身上也是如此。”

现在研究人员知道如何培育经过改造的果蝇,他们可以更轻松地研究可卡因成瘾如何在体内演变。不仅如此,通过一次分析数百个基因,他们还可以以更快的速度进行研究。

“我们可以在果蝇身上非常快速地扩展研究规模,”Philyaw 说。“我们可以识别在更复杂的生物体中难以发现的风险基因,然后我们将这些信息传递给研究哺乳动物模型的科研人员。”

从那里,科学家们可以确定有助于人类治疗的治疗靶点。

“我们确实可以开始了解可卡因选择的机制,而你对机制了解得越多,你就越有可能找到可能作用于该机制的疗法,”Rothenfluh 解释道。

 

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