Honungsbina som hjälpmedel för cancerforskning

Cancerforskning: Honeybees advance science

Forskare vid tyska Cancer Research Center har studerat i samarbete med australiska kollegor baserade på honungsbin varför djuren kan ta en fundamentalt annorlunda utveckling med identiska gener - en del är Queens andra arbetare.

„extremt exempel“ av annan utveckling
Forskarna bestämde sig för att undersöka honungsbina, eftersom de är enligt Frank Lyko från German Cancer Research Center (DKFZ) „ett extremt exempel på olika utvecklingsfaser“ är. Tusentals blir arbetare och bara en blir en drottning, som i princip ger olika livsuppgifter för djuren. Även de relativt små arbetare samla så infertila djur mat, hålla bikupa i ordning och bibehålla rasen och foder är mycket större, långlivade drottning, upptagen livet försöker producera avkomma. Varför bivarior utvecklas så annorlunda med samma genetiska predisposition, har forskarna tagit en närmare titt och deras resultat i det senaste numret av tidningen „PLoS Biology“ publicerat.

Den epigenetiska effekten
Forskare har funnit att olika molekylgrupper bifogar bierlarvens DNA beroende på kost. Den underliggande epigenetiska effekten har studerats vetenskapligt under en tid. Epigenetics erbjuder en förklarande modell för påverkan av yttre faktorer på våra gener. Således tar en metylering plats i beroende av de miljö faktorer till specifika DNA-byggstenar, varvid de molekylära grupperna bildas kring individuella segment av DNA, vilket leder till aktivering, reglering och deaktivering av respektive DNA-sekvens. Den genetiska koden ändras inte av denna process. Och ändå uppstår på grund av epigenetisk effekt två väldigt olika varelser från exakt samma gener i slutet.

Royal gelé eller pollen; Drottning eller arbetare
När det gäller bin, är de olika dieterna avgörande för epigenetisk effekt. Beroende på om larverna med pollen eller fettet och proteinrika drottninggelé matas, metyleringen av de DNA-byggstenar förändrats och det framkom arbetstagare (pollen-mat) eller drottningar (jelly-mat). Beroende på den olika metyleringen av vissa genregioner uttalades individuella egenskaper i olika grad, förklarade forskarna från DKFZ i sin nuvarande publikation. Forskarna skapade också en metylom, en karta över genomet som visar exakt var metylgrupperna bildades i DNA och där de skilde sig mellan arbetare och drottningar. De hittade totalt mer än 550 gener som skilde sig från varandra, men de flesta var DNA-byggstenar som spelar en roll i viktiga cellfunktioner eller påverka insekternas beteende. „Denna markör är en typ av finjusteringsgen“, förklarade Ryszard Maleszka från Australian National University i Canberra.

Utan metylering skapas bara drottningar
För att bevisa den epigenetiska effekten ännu tydligare genom metylering av vissa DNA-komponenter, de australiska forskarna härmar effekterna av koncentraten royal jelly av abschalteten enzymet i bee larver, vilket är avgörande för bildandet av metylgrupper till DNA. Resultatet: Även utan kunglig gel utvecklades uteslutande kungar utvecklade från alla larver. Detta visar tydligt det direkta sambandet mellan metylmärkning och senare utveckling. „Med vår studie kan vi visa hur miljön är direkt kopplad till DNA genom näring. Miljöpåverkan kan tillfälligt ändra den genetiska hårdvaran“, förklarade Ryszard Maleszka. Experten kompletterade det „dessa resultat är långtgående, eftersom enzymerna som modifierar den genetiska sminken av bin är samma som markerar DNA i människans hjärna.“

Epigenetisk effekt i cancerceller
Att studieresultaten också är särskilt intressanta för cancerforskning är att cancerceller också är ett exempel på epigenetisk effekt. För friska celler och cancerceller i en organism har ursprungligen samma genom och ändå utvecklas helt annorlunda till normal vävnad eller tumörer. „Det är också tänkbart att miljöpåverkan och näring påverkar (...) och att dessa effekter medieras av skillnader i DNA-metylering“, sade chefen för epigenetikavdelningen vid DKFZ Heidelberg, Frank Lyko. skulle därför kunna vara om huruvida vissa typer av cancer kommer att inträffa och i hög grad underlätta diagnos methylome (karta över metyl- märken på DNA) hos människor matsmältningen. Dock ska passera innan en lämplig för dagligt bruk, inte krävande metod för att skapa en methylome hos människa är utvecklad för en stund, eftersom det mänskliga genomet är ungefär tio gånger större än den hos Bee.

Epigenetics blir viktiga
Epigenetik är långt från centrum av vetenskapligt intresse i forskningen verschiedenster sjukdomar, men redan ett stort antal studier har undersökt effekterna av epigenetiska effekten är uppkomsten av vissa sjukdomar, som nyligen gjort en australiensisk studie av sig själv tal där det konstaterades att Fadrets kost har en direkt inverkan på diabetesens risk för döttrar. Hittills har experterna antagit att endast moderns kost har direkta konsekvenser för barnens hälsa. Den epigenetiska effekten har emellertid tydligen lett till spermatskador vid spermatogenes och medförde därigenom en ökad sjukdomsrisk hos döttrarna. Eftersom epigenomet av miljöfaktorer och mycket mer lätt ändras med relativt kort varsel som genomet bör det alltid hålla i framtiden, påverkan av miljöfaktorer på genetisk disposition av vissa sjukdomar i ögat. (fp, 04.11.2010)

Läs också:
Alkohol ökar risken för cancer
Tyskland: Varje minut en ny cancerdiagnos
Pistaschötter som skydd mot lungcancer
Hormoner kan orsaka bröstcancer

Bild: Uschi Dreiucker