Lülitame selle geeni välja!
Kujutage ette, et istute autosse, keerate
süütevõtit, lükkate käigu sisse... ja
ühtäkki märkate, et autol polegi rooli! Sellises olukorras
võib pähe tulla hulk huvitavaid mõtteid. Üks neist
võib vabalt olla ka tõdemus, et hoomate alles nüüd
esimest korda täie selgusega, miks autol üldse peab olema rool.
Umbes niisuguse näitega püüdis oma teadussaavutust
laiemale publikule mõistetavaks teha Oliver Smithies, tänavuse
Nobeli meditsiinipreemia üks laureaate.
Geenidega on samamoodi
nagu autoosadega. Kui võtame näiteks hiirel ühe geeni
ära, siis võib juhtuda, et hiirgi kaotab mõne olulise
funktsiooni. Selle hiire nahas küll ehk ise olla ei tahaks, aga teisalt
saab nii jälile, mida üks või teine geen hiire sees
täpselt teeb.
Smithies ja tema kaasnobelist Mario Capecchi
ongi leidnud nipi, kuidas hiire DNA-ahelatest üksikuid geene üles
leida ja välja võtta. Kolmas preemiasaaja Martin Evans läheb
teaduse ajalukku hiirte embrüonaalsete tüvirakkude esimese
katsetassis kasvatajana. Kui hiirepoeg on veel varajases looteeas ja kujutab
endast vaid imepisikest kera, siis leidub tema sisemuses rakke, mis on
säilitanud võime sobivates tingimustes pooldudes ja kasvades
areneda ükskõik millist tüüpi rakuks, mida hiirtel
üldse leidub. Need on embrüonaalsed ehk lootelised tüvirakud.
Evans ja tema kolleegid uurisid välja, kuidas neid rakke
geneetiliselt manipuleerida ning seejärel tagasi emahiire üska
viia.
Kolme mehe avastused ühtekokku annavad seega teaduse
käsutusse võimsa vahendi, loomaks tervete pesakondade kaupa hiiri,
kellel mõnd konkreetset geeni ei ole. Või siis on
mõnesse konkreetsesse geeni viidud sisse mingi muudatus, mille
toimet soovitakse uurida. Nii on hiirte peal hea katsetada ka inimestel
esinevate geneetiliste haiguste “mudeleid”. Ja suurem osa haigusi
on ju ikka miskitpidi geenidega seotud.
“Eesmärk ei ole
mitte hiir haigeks teha, vaid luua loom-mudel, mille peal saame katsetada
ravimeid, raviviise ja -meetodeid,” selgitab Tartu ülikooli
rakubioloogia professor Toivo Maimets. “Lootuses, et need meetodid, mis
hiirel toimivad, aitavad ka haiget inimest. Ja nii see paljudel juhtudel ka
on.”
Seni on teadlased hiirtel uurinud umbes 500 inimestel
esinevat haigust, nende seas diabeet, vähk, tsüstiline fibroos ja
Alzheimeri tõbi. Enamikku inimese geenidest saab tegelikult hiirte peal
uurida, sest hiirtel on paljud analoogsed geenid samuti olemas.
Uurida saab tegelikult ka inimese enda lootelisi tüvirakke, mida
üheksa aastat tagasi samuti
õpiti tassis kasvatama. Inimese
tüvirakke on aga hiire omadest tehniliselt keerukam kasvatada. Ja lisaks
tehnilistele takistustele tuleb ületada eetilisi ja poliitilisi.
Inimese embrüonaalsete tüvirakkude alasele uurimistööle on
kehtestatud ranged piirangud, eriti just Ameerika Ühendriikides, aga
näiteks ka Saksamaal, Poolas ja Iirimaal. Inimembrüo loomine
üksnes teaduslikel eesmärkidel on keelatud ka Eestis.
- Blastotsüstist (varajases arengujärgus embrüost) eraldatakse osa rakke, pannakse tassi kasvama ja muudetakse neil geenid ära.
- Selektiivsöötmega valitakse välja ainult need rakud, mille geenid said vahetatud, teised rakud surevad. Nüüd võetakse need muundatud rakud ja pannakse tagasi normaalsesse blastotsüsti. Blastotsüst asetatakse emahiiresse, kes on hormoonidega tehtud rasestumisvõimeliseks. Ettenähtud aja pärast sünnib hiirel hulk järglasi, kelles leidub nüüd kaht sorti rakke – need, mis pärinevad meie poolt muundatud rakkudest, ja need, mis on tekkinud blastotsüstis olnud normaalsetest rakkudest. Sellist hiirt nimetatakse kimääriks. Kui ristata kaks kimääri, siis nende järglastest mõned ei olegi enam kimäärid, vaid koosnevadki ainult geneetiliselt muudetud rakkudest. Ja ka nende hiirte kõigis järglastes on siis loomulikult kõikides rakkudes DNA ära vahetatud.