Banaanikärpäsen nykyinen tutkimus

Banaanikärpäsen nykyistä tutkimusta tehdään lähes kaikilla biologian ja lääketieteen osa-alueilla. Nykyään banaanikärpänen onkin yksi yleisimmin biologiassa käytetyistä malliorganismeista, jota käytetään sadoissa laboratorioissa ja josta on eristetty kasvatuksiin tuhansia genotyypiltään erilaisia mutanttikantoja. Myös lajin koko genomin emäsjärjestys on selvitetty jo vuonna 2000, vuotta ennen ihmisen genomia. Erityisesti banaanikärpäsiä käytetään geneettisissä ja fysiologisissa tutkimuksissa, sekä lääketieteessä erilaisten sairauksien tautimallina. Koska ihmisen ja banaanikärpäsen geenitoimintojen on havaittu olevan pohjimmiltaan melko samanlaisia, voidaan kärpäsellä saatuja tuloksia soveltaa usein myös ihmisellä.

Banaanikärpänen ihmisten sairauksien tutkimuksessa

Tautimallinnus banaanikärpäsessä on kehittynyt nopeasti merkittäväksi ihmisen sairauksien syntymekanismien selvityskeinoksi. Muun muassa useisiin hermostorappeumiin eli neurodegeneratiivisiin sairauksiin on kehitetty geneettinen kärpäsmalli, jossa toistuvat tautien keskeiset piirteet. Yhä useampien geneettiset säätelyjärjestelmien ja biokemiallisten mekanismien onkin havaittu olevan samankaltaisia ihmisen ja banaanikärpäsen välillä. Tämä evolutiivinen samankaltaisuus mahdollistaa mm. edellä mainittujen ihmisellä käyttökelvottomien genomin muokkausmenetelmien käytön tautitutkimuksissa ilman eettisiä ongelmia.
Esimerkiksi muistin mekanismien selvittämisessä banaanikärpänen on osoittautunut oivalliseksi tutkimuskohteeksi. Kärpästen hermosto, varsinkin aistitoimintoihin ja liikkumiseen liittyviltä osiltaan, on kärpäsillä hyvin kehittynyt. Banaanikärpäsen on osoitettu pystyvän oppimaan monenlaisia asioita, kuten erilaisia käyttäytymismalleja. Banaanikärpäseltä onkin onnistuttu löytämään useita tärkeitä oppimiseen ja muistiin vaikuttavia geenejä. Niiden selvittämiseen on käytetty useita erilaisia menetelmiä, kuten esimerkiksi geenien hiljentämistä ja DNA-mikrosirutekniikkaa.
Banaanikärpäsiä on myös jo kauan käytetty muussakin neurotieteiden tutkimuksessa. Viime aikoina kehitetyt useat hermostorappeumasairauksien tautimallit ilmentävät esimerkiksi ihmisen tautigeenejä kärpäsen hermostossa. Vaihtoehtoisesti poistogeenisillä yksilöillä joitakin kärpäsen vastingeenejä on muokattu tai hiljennetty ihmisen kaltaisen taudinkuvan aikaansaamiseksi. Myös lisäämällä kärpäsen genomiin ihmisen geenejä, joilla ei ole vastinetta kärpäsessä, on siirtogeenisillä yksilöillä saatu esiin ihmistautien piirteitä. Esimerkkejä banaanikärpäsillä tutkituista ihmisen hermostosairauksista ovat mm. Parkinsonin tauti ja erilaiset polyglutamiinitaudit, kuten Huntingtonin tauti. Kärpästen hermoston yksinkertaisuus kuitenkin asettaa näille tutkimuksille monia rajoituksia.
Banaanikärpäsellä tehdyissä Pavlovilaisissa käyttäytymiskokeissa puolestaan tietyt tuoksut sähköshokkiin yhdistämällä on pystytty eristämään oppimisvaikeuksellisia kärpäskantoja. Näistä eristetyt mutatoituneet geenit (esimerkiksi dunce, rutabaga ja amnesiac) ovat osoittautuneet tärkeiksi muistin kehityksessä. Tuoreet tutkimukset ovat myös paljastaneet banaanikärpäsen pitkäaikaiseen muistiin vaikuttavia geenejä. Eräiden tutkijoiden mukaan banaanikärpäsen muisti- ja oppimistutkimuksessa ollaankin lähitulevaisuudessa pääsemässä vaiheeseen, jossa voidaan siirtyä yksittäisten geenien tutkimisesta jopa koko muistin kehityksen vuorovaikutusverkoston tutkimukseen.
Muisti- ja hermostotutkimuksen lisäksi myös alkoholin vaikutusten ja alkoholismin tutkimuksessa banaanikärpästä on käytetty erittäin paljon. Banaanikärpästen ja nisäkkäiden alkoholivaste on erittäin samankaltainen: esimerkiksi kärpästen liikkeiden kontrolli heikkenee jo pienen alkoholialtistuksen vaikutuksesta ja annosta lisättäessä ne menettävät liikuntakykynsä täysin. Pitkäaikaisessa altistuksessa kärpäsille kehittyy myös toleranssia alkoholia vastaan. Alkoholinsietokyvyltään erilaisten kärpäskantojen geneettinen tutkimus onkin paljastanut useita alkoholiherkkyyteen vaikuttavia geenejä, joille on löydettävissä vastingeenit myös ihmisestä. Siten kärpäsellä tehtävä tutkimus voi paljastaa yksityiskohtia myös ihmisten alkoholismin perinnöllisyydestä.