The World of Molecular Biology exhibit

Entwicklung der Fruchtfliege / Fruit fly development

German

Fruchtfliegen, insbesondere die Art Drosophila melanogaster, werden eingesetzt, um zahlreiche Aspekte der Biologie zu untersuchen. Die Fliegen sind leicht zu halten und lassen sich auf kleinem Raum züchten. Sie produzieren schnell viele Nachkommen und sind daher ideal für Experimente zur Fortpflanzung, Entwicklung und Evolution. Drei Viertel der menschlichen Gene, die Krankheiten verursachen, finden sich auch in Fruchtfliegen, so dass Experimente mit ihnen Aufschluss über menschliche Erkrankungen geben können.


Krebs

Krebs ist das Ergebnis fehlerhafter Gene, die Proteine in einer Zelle verändern. Schlüsselproteine für die Tumorbildung sind solche, die die molekularen Mechanismen orchestrieren, die den Zellen sagen, dass sie wachsen und sich teilen sollen. Diese zentralen Mechanismen sind so grundlegend und traten so früh in der Evolution des Lebens auf, dass der Mensch sie mit der Fruchtfliege gemeinsam hat.

Bei Krebs funktionieren die Mechanismen, die den Zellen sagen, dass sie aufhören sollen zu wachsen oder dass sie sterben sollen, nicht. Auch Mechanismen, die den Immunsystem-Zellen befehlen, fehlerhafte Zellen anzugreifen, werden gestört, so dass die Tumorzellen gedeihen. Einige Mechanismen können verstärkt werden und regen dann zB. Zellen dazu an, neue Blutgefäßen in Tumoren zu bilden oder ermutigen Krebszellen dazu, an neue Stellen zu wandern.


Big Data

Die Sequenzierung von Genen erzeugt große Mengen an Daten über die Entwicklung des Genoms. Solche Daten werden in Datenbanken gesammelt und verwaltet. Eine dieser Datenbanken ist Drosophila Evolution over Space and Time (DEST); sie steht allen Wissenschaftler*innen zur Verfügung.


Evolution

Die Evolution erfolgt durch schrittweise Veränderungen, die sich über viele Generationen und einen längeren Zeitraum erstrecken. Fruchtfliegen vermehren sich extrem schnell, so dass Evolutionsexperimente über hundert Generationen und mehr möglich sind. Viele Studien untersuchen, wie bestimmte Merkmale die Überlebenschancen eines Lebewesen verändern und liefern interessante Erkenntnisse: Zum Beispiel leben Fliegen, die nur begrenzte Nahrung und Wasser erhalten, länger als Fliegen die so viel Nahrung aufnehmen können, wie sie wollen. Die Klärung der genetischen Grundlagen solcher Effekte ist der Schlüssel zum Verständnis der beteiligten molekularen Mechanismen.

English

Fruit flies, specifically the species Drosophila melanogaster, are one of a number of research organisms used in experiments investigating a great many aspects of biology. The flies are easy to keep and breed in a compact space, they quickly produce many offspring, so are ideal for experiments in reproduction, development and evolution. Three quarters of the human genes that cause illness are also carried by Fruit flies so experiments can shed light on human conditions.


Cancer

Cancer is the result of the build of faulty genes that change the proteins produced by a cell. Key proteins for tumour formation are associated with molecular mechanisms that tell cells to grow and divide. These pivotal mechanisms are so basic and appeared so early in the evolution of life that humans share them with fruit flies.

In cancer, mechanisms that tell cells to cease growing or to die stop working. Mechanisms that tell immune system cells to attack faulty cells will also be disrupted, so tumour cells flourish. Some mechanisms may be enhanced, such as those which encourage cells to form blood vessels in tumours and those which encourage cancerous cells to migrate to new sites.


Big Data

Genetic sequencing is generating large quantities of data on the evolution of the genome in relation to fitness. Such data is collected and managed in database like Drosophila Evolution over Space and Time (DEST) for all scientists to use.


Evolution

Scientists carry out experimental evolution on fruit flies in the laboratory. Evolution takes place due to incremental changes that take place over many generations over a significant amount of time. Fruit flies reproduce extremely quickly, making evolution experiments of one hundred generations or more possible. Many studies look at how particular traits alter an organism’s fitness for survival. Such studies provide interesting insights, for example flies that are given limited food and water evolve to have longer lives. Resolving the genetic bases of these effects is key to understanding the molecular mechanisms involved.


EMBL research groups working on fruit fly development

Furlong Group

Genome regulation and chromatin topology during embryonic development

Edit

The World of Molecular Biology exhibit

Go to the homepage