https://www.aamulehti.fi/mielipiteet/miksi-juuri-banaanikarpanen-on-ihmiselle-tarkea-kysyy-emeritusprofessori-petter-portin-200632946/

Miksi juuri banaanikärpänen on ihmiselle tärkeä, kysyy emeritusprofessori Petter Portin

Näkökulma: Nykyisin lajin hyödyllisyys tutkimuksen kannalta perustuu ennen kaikkea siihen valtavaan tietomäärään, joka siitä on saatu.

Alma Median arkisto

 

Miksi juuri banaanikärpänen on ihmiselle tärkeä, kysyy emeritusprofessori Petter Portin

Banaanikärpäsen tutkiminen tarjoaa paljon tietoa myös ihmisestä.

Petter Portin

Nobelin fysiologian ja lääketieteen palkinnon vuonna 2017 sai kolme yhdysvaltalaista tiedemiestä, Jeffrey C. Hall, Michael Rosbash ja Michael W. Young. He ovat kaikki banaanikärpästutkijoita, ja palkinnon aiheena oli heidän eliöiden sisäisen kellon molekulaarista mekanismia koskevat tutkimuksensa.

Banaanikärpästutkijat ovat aikaisemminkin saaneet vastaavan palkinnon kolme kertaa. Heistä ensimmäinen oli niin ikään yhdysvaltalainen, koko banaanikärpäsgenetiikan tutkimuksen aloittaja Thomas Hunt Morgan, joka voitti palkinnon vuonna 1933 keksinnöistään, jotka koskivat kromosomien merkitystä perinnöllisyydessä. Hän osoitti työryhmineen, että geenit sijaitsevat solun tuman kromosomeissa lineaarisessa järjestyksessä.

Sen jälkeen, ja ennen viime kertaa, lääketieteen Nobel-palkinto on tullut banaanikärpäsgeneetikoille vuonna 1946 röntgensäteilyn mutaatiota aiheuttavasta vaikutuksesta sekä vuonna 1995 geenien merkityksestä varhaisessa yksilönkehityksessä, unohtamatta kuitenkaan lukuisia muita geneetikkoja, jotka ovat saaneet saman palkinnon muita koeorganismeja hyödyntäen. Mutta miksi juuri banaanikärpästutkimukset tuottavat näin monia erilaisia ja merkittäviä tuloksia?

Banaanikärpänen, Drosophila melanogaster (englanniksi fruit fly), on mahlakärpästen heimoon kuuluva pieni, noin kahden millin mittainen punasilmäinen kärpäslaji, jota esiintyy luonnonvaraisena lähes kaikkialla maailmassa.

 

Lajin genetiikkaa on laboratorioissa tutkittu jo yli sadan vuoden ajan. Tähän tarkoitukseen laji onkin erittäin sopiva. Esimerkiksi sen kasvatus on helppoa ja halpaa. Nykyisin lajin hyödyllisyys tutkimuksen kannalta perustuu ennen kaikkea siihen valtavaan tietomäärään, joka siitä on saatu.

Banaanikärpäsellä on perimässään yhteensä noin 13 600 proteiinia koodaavaa geeniä. Ihmisellä vastaava luku on noin 20 500. Niistä noin 60 prosenttia on samoja kuin banaanikärpäsellä. Juuri tähän perustuu se, että banaanikärpäsellä saadut tulokset soveltuvat osittain myös ihmiseen. Luonnollisesti on kuitenkin niin, että geenit – vaikka ovatkin osaksi yhteisiä – yleensä toimivat ihmisellä erilaisina verkostoina kuin banaanikärpäsellä.

Vuoden 2017 Nobel-palkitut tutkijat selvittivät banaanikärpästä malliorganismina käyttäen kaikilla tumallisilla eliöillä esiintyvän, noin vuorokauden mittaisen, niin kutsutun sirkadiaanirytmin (latinaksi circa on noin, dies on päivä tai vuorokausi) taustalla olevan geeniverkoston rakenteen ja toiminnan pääpiirteet.

Tällä on suuri merkitys lääketieteen kannalta, sillä sirkadiaanirytmi antaa aikataulun monille rytmisesti toistuville fysiologisille tapahtumille. Tällaisia ovat esimerkiksi uni-valverytmi, verenpaineen vaihtelu, erilaisten hormonien pitoisuus kehossa, kehon lämpötila, stressin sieto sekä reaktioherkkyys ja -nopeus.

Banaanikärpästä koe-eläimenä käyttäen on tutkittu myös muistin ja oppimisen geneettistä perustaa. On jo vuosikymmeniä ollut helppoa aiheuttaa tässä lajissa mutaatiota esimerkiksi erilaisilla kemikaaleilla. Näin on luotu mutantti-kantoja, joiden oppimis- tai muistamiskyky poikkeaa normaalista. Niitä tutkimalla on saatu selville muun muassa, että jopa kärpäsillä pätee se, että palkitseminen on parempi oppimisen kannustin kuin rankaiseminen.

Lajista on muistin genetiikkaa koskevissa tutkimuksissa myös löydetty geeni, nimeltä presenilin, jonka kanssa samasyntyisen geenin virhe on ihmisen Alzheimerin taudin perinnöllisen muodon taustalla.

Banaanikärpästä on käytetty myös vanhenemisen genetiikan tutkimuksen malliorganismina. Tärkein tulos on, että päinvastoin kuin yksilönkehitys sukukypsään ikään saakka, vanheneminen ei ole geneettisesti ohjelmoitunut tapahtuma, vaan enemmän tai vähemmän sattumanvarainen rappeutumisilmiö. Yleensäkään ei ole olemassa varsinaisia vanhenemisgeenejä – muu olisikin evoluutioteorian vastaista.

Tämä ei silti merkitse sitä, ettei geeneillä olisi merkitystä vanhenemistapahtumassa, mutta geenit, jotka vaikuttavat vanhenemiseen, vaikuttavat siihen epäsuorasti. Tällaisia ovat esimerkiksi rasva-aineenvaihdunnan ja stressinsiedon geenit.

Nämä muutamat esimerkit riittänevät osoittamaan, että nykyisin banaanikärpästutkimusta voidaan tehdä lähes kaikilla biolääketieteen osa-alueilla.

Kirjoittaja on Turun yliopiston perinnöllisyystieteen emeritusprofessori.