• Pekka Leinonen

Näin rakennetaan hiiri

Laboratoriohiiri on nyt purettu nukleotideiksi: hiiren koko genomi julkaistiin kuukausi sitten (Nature 5.12.2002) (11 Mouse Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome. Nature 2002;420:520-62.). Kun ihmisen genomi on kartoitettu jo 95-98-prosenttisesti ja julkaistiinkin 35-90 %:n tarkasti jo vuonna 2001 (22 Lander ES, Linton LM, Birren B ym. Initial sequencing and analysis of the human genome. Nature 2001;409:860-921.,33 Venter JC, Adams MD, Myers MD ym. The sequence of the human genome. Science 2001;291:1304-51.), niin mikä ihme sai maailman 27 genetiikan huippuyksikköä kuudessa eri maassa poksauttamaan nyt suuremman ja kalliimman samppanjapullon? Tähänkin juhlaan on monta syytä. Hiiren genomin selvittäminen on kiistatta lääketieteen - ei vain biologian - huippuhetkiä. Se on pitkä harppaus kohti funktionaalista genomiikkaa (44 Reeves RH. Functional genomics: a time and place for every gene. Nature 2002;420:518-9.,55 Boguski MS. Comparative genomics: the mouse that roared. Nature 2002;420:515-6.), mahdollisuutta tutkia yksityiskohtaisesti geenin, sen valkuaistuotteen ja sairauden tai muun ominaisuuden yhteyksiä (11 Mouse Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome. Nature 2002;420:520-62.,66 Bradley A. Mining the mouse genome. Nature 2002;420:512-4.).

Hiiri on rapistellut ihmisen kotipiirissä kymmenentuhatta vuotta ja vikissyt geneetikkojen laboratorioissakin jo miltei sadan vuoden ajan (11 Mouse Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome. Nature 2002;420:520-62.). Eikä liene lääketieteen eikä biologian alaa, jolla hiiret eivät olisi heittäneet henkeään ihmisen uteliaisuuden takia. Hiiren genetiikka, kehitys ja kasvu, immunologia ja farmakologia, syövät ja sydänsairaudet, oppimiskyky ja muisti, stressi ja psykiatriset sairaudet ovat olleet korvaamaton apu lääketieteelle, peili ihmisenkin sairauksista. Nyt hiiren genomia on puolestaan verrattu huipputarkkaan linssiin (11 Mouse Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome. Nature 2002;420:520-62.). Vasta sen avulla ihmisen genomin toiminta opitaan perusteellisemmin tuntemaan. Vertaus on osuva, sillä molempien lajien genomeissa on noin 30 000 proteiinia koodaavaa geeniä ja hiiren ja ihmisen genomit vastaavat toisiaan (homologia) yli 99-prosenttisesti (11 Mouse Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome. Nature 2002;420:520-62.).

Sekä ihmisellä että hiirellä on vähemmän toimivia geenejä (noin 30 000) kuin vielä pari vuotta sitten otaksuttiin (arvio oli 80 000-100 000) (11 Mouse Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome. Nature 2002;420:520-62.). Näistä nyt jo melkein 13 000 on todettu keskenään samankaltaisiksi: geenien tuottamat valkuaiset ovat noin 80-prosenttisesti identtisiä. Vertailun vuoksi mainittakoon, että ihmisen ja sukkulamadon proteiinit ovat 50-prosenttisesti samanlaisia. Evoluutioteoriassa on nyt taas vakuuttavammin päätä ja häntää, ainakin mitä molekyyleihin tulee (11 Mouse Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome. Nature 2002;420:520-62.,66 Bradley A. Mining the mouse genome. Nature 2002;420:512-4.). Hiiren ja ihmisen geenien tarkempi vertailu avaa jännittäviä näkymiä: geenimanipulaation avulla hiirtä voidaan jalostaa halutulla tavalla geneettisesti inhimilliseksi, pieneltä osalta ihmisen kopioksi (66 Bradley A. Mining the mouse genome. Nature 2002;420:512-4.). Näin hiiristä tulee oikeampia potilaita ja tulokset ovat luotettavammin ihmiseen sovellettavia. Tämä saattaa olla vasta alkua, sillä eri hiirikantojen geenien ja valkuaisten arvellaan tarkentavan genetiikan erotuskykyä useita kertaluokkia: jopa havaitsemaan mitä tapahtuu, jos yksi ainoa nukleotidi 10 000:sta on vaihtunut (11 Mouse Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome. Nature 2002;420:520-62.,77 Nadeau JH. Single nucleotide polymorphism: tackling complexity. Nature 2002;420:517-8.).

Tumallisten solujen genomeissa on yllättäen pitkiä DNA-pätkiä, jotka eivät sisällä proteiinien rakenneinformaatiota (88 Dennis C. Mouse genome: a forage in the junkyard. Nature 2002;420:458-9.). Suuri osa näistä roskapätkistä on miljoonien vuosien aikana perimään pesiytyneitä transposoneja, monet eräänlaisia geneettisiä fossiileja, mutta joukossa on myös tärkeitä geenien säätelyyn osallistuvia DNA-jaksoja. Pienetkin muutokset juuri näillä genomialueilla saattavat ratkaisevasti vaikuttaa geenien ilmentymiin ja siten solujen toimintaan ja sairastumiseenkin (88 Dennis C. Mouse genome: a forage in the junkyard. Nature 2002;420:458-9.). Esimerkiksi hiiren turkin värin virityksessä yksittäiset transposonit ovat merkittäviä, vaikka hiiret muuten olisivat rakennegeeneiltään identtisiä. Eri hiirikantojen genomien vertailu on uusi ja ainutlaatuinen mahdollisuus tutkia näitä aiemmin sangen tuntemattomiksi jääneitä, proteiinituotannoltaan mykkiä DNA-jaksoja (88 Dennis C. Mouse genome: a forage in the junkyard. Nature 2002;420:458-9.). Niistä löytynee selitys siihenkin, miksi ihminen on sentään ihminen, hiiri on vain hiiri ja sukkulamato on pelkästään sukkulamato, vaikka näiden lajien valkuaisia koodaavat rakennegeenit ovat hämmästyttävän samanlaiset.

Ihminen ja hiiri erosivat toisistaan evoluutiossa jo noin 75 miljoonaa vuotta sitten (11 Mouse Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome. Nature 2002;420:520-62.). Nyt geneettisin linssein ero näyttää pienemmältä, tiet rinnakkaisilta. Hiiren genomin kartoittaminen tulee lopulta antamaan enemmän tietoa ihmisestä kuin hiirestä. Silti jotain kiehtovaa jää: jos hiiri näistä nukleotidipalikoista onnistuttaisiinkin joskus rakentamaan, aistisiko se juuston viekoittelevan tuoksun, tunnistaisiko se toisen hiiren, olisiko se aito ja elävä hiiri?

Lisää aiheesta

Geenit ja ympäristötekijät vaikuttavat verenpainetaudin riskiin suomalaisessa väestössä
Uutta tietoa suomalaisten sarkoidoosipotilaiden geneettisten erojen yhteydestä ennusteeseen
Geeniteknologia tuo lisää tietoa diabeteksen syistä

Kirjoittajat
PEKKA LEINONEN
Kirjallisuutta
1
Mouse Genome Sequencing Consortium. Initial sequencing and comparative analysis of the mouse genome. Nature 2002;420:520-62.
2
Lander ES, Linton LM, Birren B ym. Initial sequencing and analysis of the human genome. Nature 2001;409:860-921.
3
Venter JC, Adams MD, Myers MD ym. The sequence of the human genome. Science 2001;291:1304-51.
4
Reeves RH. Functional genomics: a time and place for every gene. Nature 2002;420:518-9.
5
Boguski MS. Comparative genomics: the mouse that roared. Nature 2002;420:515-6.
6
Bradley A. Mining the mouse genome. Nature 2002;420:512-4.
7
Nadeau JH. Single nucleotide polymorphism: tackling complexity. Nature 2002;420:517-8.
8
Dennis C. Mouse genome: a forage in the junkyard. Nature 2002;420:458-9.

Uusimmat | potilaanlaakarilehti.fi

Etusivulla juuri nyt

Kolumni
Puhu suomea!

– Sivistys piilee jossain muualla kuin lääkärilatinan katveessa, kirjoittaa Reetta Huttunen.

Ajassa
Kohututkijaa voi odottaa kuolemantuomio

Ihmisalkion geenien muuntelijaa syytetään lahjonnasta ja tiedemaailman sääntöjen rikkomisesta.

Kolumni
Puhu suomea!

– Sivistys piilee jossain muualla kuin lääkärilatinan katveessa, kirjoittaa Reetta Huttunen.

Ajassa
Taas uusi tuhkarokkotapaus Suomessa

Jatkotartunnat ovat hyvin epätodennäköisiä.

Ajassa
Lobbaa meitä, lääkäri

Neljä kunnallispoliitikkoa kertoo, miksi he toivovat lääkäreiltä nykyistä enemmän yhteydenottoja. Yksi heistä on Nelli Nurminen.

Tieteessä
Vanhemman psyykeongelma altistaa kiintymyssuhdehäiriölle

Erityisesti alkoholi- ja huumeriippuvuus sekä äidin masennus ovat yhteydessä lapsen häiriöön.

Tieteessä
Paluu psykiatriseen sairaalahoitoon vaihtelee alueittain

Kymenlaaksossa palasi vuoden kuluessa 28 prosenttia, Länsi-Pohjassa 53 prosenttia.

Liitossa
Johanna Suur-Uski teki voittajaposterin

Johanna Suur-Uski on selvittänyt rintasyöpään liittyvien sairauspoissaolojen sosioekonomisia eroja.