Lülitame selle geeni välja!

On asju, mille olulisusest saame aru alles siis, kui neist ükskord hoopis ilma jääme.;Selle üleüldise põhimõtte nutikas rakendus tõi kolmele mehele Nobeli auhinna.

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.

 

Kuidas muundada hiiri

• 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.

Toivo Maimets