Плодовые мушки помогли в исследовании метаболизма витаминов группы В

В своей новой статье ученые из Италии и России собрали данные о роли витаминов группы B в поддержании нормальной жизнедеятельности организмов, требующей, в частности, стабильности их ДНК. Особое внимание уделено витамину В6. Для изучения связи между его превращениями в организме животных и возникновением рака и диабета исследователи использовали в качестве модельного объекта плодовую мушку. Работа исследователей опубликована в журнале Open Biology.

Витамины группы B представлены 11 соединениями, принимающими активное участие в обмене веществ. Ряд соединений, образующихся в живых организмах из этих витаминов, играет роль коферментов — небелковых «помощников» ферментов, ускоряющих разнообразные реакции. Эти реакции нужны для синтетических процессов, превращений и разрушений различных веществ, а также для поддержания стабильности ДНК.

Недостаток витаминов группы В вызывает нестабильность наследственного материала. Это сопровождается появлением «ломких» участков ДНК, разрывами хромосом, а то и вовсе их потерей. В результате нормальная жизнедеятельность клеток нарушается, что может приводить к их злокачественной трансформации.

В статье особое внимание уделено витамину В6. Кроме вовлеченности в образование «кирпичиков» наследственного материала и многих других нужных организму соединений, он обладает антиоксидантными свойствами, то есть способен защищать клетки от негативного влияния активных форм кислорода. Полезность витамина В6 при лечении опухолей может быть связана и с тем, что он способен снижать избыточное воспаление и активировать иммунитет. Тем не менее ранее считалось, что участие витамина в синтезе нуклеотидов может способствовать разрастанию рака. В6 также может выступать и в роли фотосенсибилизатора, то есть усилителя чувствительности объекта к свету, например при повреждениях кожи ультрафиолетом. Поэтому необходима разработка удобных моделей для изучения роли витаминов в разнообразных условиях, вызывающих изменения организма под действием тех или иных факторов.

Для решения данной задачи авторы обзора из Университета Сапиенца и МГУ им. М. В. Ломоносова, поддержанные грантом РФФИ, использовали плодовых мушек Drosophila melanogaster. Мушки очень хороши для экспериментов, поскольку неприхотливы в уходе, быстро размножаются, недолго живут (что удобно для отслеживания признаков из поколения в поколение), а их геном подробно изучен. У этих мушек те же основные метаболические пути, что и у млекопитающих. Поэтому около 75% генов человека, связанных с заболеваниями, имеют свои аналоги в плодовой мушке. Используя ее для моделирования мутаций в участках ДНК человека, отвечающих за синтез ферментов превращения витамина В6 в его активную форму, ученые показали, что такие мутации ухудшают восстановление поврежденных хромосом. Снижение содержания В6 в «рабочей» форме вызывает признаки диабета и снижает стабильность генома. В свою очередь, такие изменения повышают вероятность возникновения рака.

Таким образом, исследования на дрозофиле позволили обнаружить новые взаимосвязи между витамином В6 и широко распространенными патологиями, такими как диабет и рак. Применение данного организма для изучения роли других мутаций человека поможет разработке персонифицированных подходов к лечению рака и других тяжелых заболеваний, а также определению эффективных способов защиты ДНК от повреждения.