Чем болеют животные: аутизм, проказа и мигрень
На невидимом фронте биомедицины трудятся не только мыши, крысы и макаки. Изучать наш организм и его болезни помогают десятки видов лабораторных животных. Некоторые из них, казалось бы, совсем на нас не похожи — но, как и мы, они страдают от рака, проказы и головных болей. Другие, наоборот, удивительно невосприимчивы к обычным для нас заболеваниям. Глядя на них, люди учатся эффективнее находить аналогичные проблемы в человеческом организме и бороться с опасными недугами.
Прокаженный латинос
Девятипоясный броненосец (Dasypus novemcinctus)
Эти покрытые костяным панцирем млекопитающие страдают от проказы, которая, как считалось испокон веков, поражает только человека. Сегодня известно, что ей болеют и их кузены, Dasypus sabanicola, а еще британские белки. Ни на обычных грызунах, ни на культурах клеток лепра не приживается. Однако изучать ее по-прежнему приходится, ведь современные лекарства доступны далеко не всем и не всегда. Да и вообще хорошо бы получить больше данных о том, как проказа распространяется и что происходит в зараженном организме. Бактерии Mycobacterium leprae не слишком любят тепло, поэтому на броненосцах чувствуют себя хорошо: поверхность их тела прохладнее, чем у большинства других млекопитающих. Судя по всему, заразили их люди, точнее европейцы: у больных зверей выделяется именно тот штамм возбудителя, который завезли в Новый Свет последователи Колумба.
Сплошная головная боль
Красноухая черепаха (Trachemys scripta)
Глуповатые черепахи ну никак не похожи на интеллектуалов. Тем не менее именно в их головах ищут ответы на ряд вопросов о нашем собственном мозге: вот уже несколько десятилетий водные черепахи остаются популярным объектом для электроэнцефалографии (ЭЭГ). Чувствительные электроды на поверхности головы регистрируют токи, создаваемые активностью клеток мозга. Каждое изменение в их работе отражается на частоте и амплитуде волн ЭЭГ. С черепахами это особенно удобно: шерсти и перьев у них нет, электроды крепятся легко, да и зафиксировать животному голову, чтобы не было помех от движений мышц, совсем несложно. Таким образом исследователи изучают сон и его нарушения, эпилепсию (приступы вызывают провоцирующими судороги веществами, в частности пенициллином) и просто головные боли.
Аутичные насекомые
Медоносная пчела (Apis mellifera)
Аутизм появился не тогда, когда его открыли Лео Каннер с Гансом Аспергером, а на много миллионов лет раньше. По крайней мере если верить новым данным о медоносных пчелах. Эти общественные насекомые вполне себе могут быть замкнутыми и необщительными. Такие «странные» рабочие пчелы обычно малоподвижны и практически не участвуют в жизни улья, не нападают на чужаков и не кормят будущую царицу. У них обнаружили варианты генов, аналогичные тем, что находят у людей с расстройствами аутистического спектра — и это при том, что мозг насекомых устроен совсем не так, как у человека. Кстати, доля пчел-аутистов в популяции довольно велика: в опыте с 246 колониями около 14% рабочих особей были асоциальными. Отдельный вопрос, как их терпят соседи по улью.
Очень чистые гены
Бурый скалозуб (Takifugu rubripes)
Бурый скалозуб — фугу — интересен не только как экзотическое блюдо. Геном этой рыбы удивительно компактен, около 6% от человеческого, причем главная причина такой разницы — лаконичность ДНК скалозуба. Генов у рыбы почти столько же, сколько у нас, почти 20 тысяч, да еще и 22 пары хромосом (у нас 23). Но «мусорной» ДНК, которая не кодирует белки, а занимается чем-то еще (если вообще занимается, это вопрос дискуссионный), в разы меньше. Это делает бурого скалозуба особенно удобным объектом для сравнительных исследований в генетике. Как-никак, рыбы и млекопитающие — довольно близкие родственники, и большая часть генов у нас сходна. Мелкие различия, накапливавшиеся за миллионы, а то и миллиарды лет эволюции, позволяют понять, кто когда появился и от кого произошел. Искать их куда проще в лаконичном геноме рыбы фугу, так что скалозуб — настоящий герой сравнительной генетики.
Большая кишка
Темный тигровый питон (Python bivittatus)
Казалось бы, что может быть общего у человека и питона? У него даже ног нет! Его диета, с нашей точки зрения, максимально далека от здоровой: за один присест питон получает десятки тысяч килокалорий (шутка ли — проглотить целую антилопу). Уровни глюкозы и жирных кислот в его крови подскакивают соответствующе, на поджелудочную и почки создается колоссальная нагрузка. Нечто подобное, хоть и не в таком масштабе, происходит, когда человек плотно обедает фастфудом. Если учесть популярность бургеров, получится, что диета питона не так уж и сильно отличается от нашей. На его примере можно выяснить, как сердечно-сосудистая, пищеварительная и выделительная системы справляются с резким и нерегулярным притоком энергии. У рептилии определенно есть свои хитрости, позволяющие питаться «неправильно», сохранять при этом здоровыми сосуды и почки и не заболевать каким-нибудь аналогом сахарного диабета. Неплохо было бы их узнать.