kuusiosaisen artikkelisarjan 3. osa
Alla
oleva artikkelisarjan komas osa on koko kuusiosaisen sarjan vaikeimmin
ymmärrettävä ja myöskin hankalin käännöstyö. Vaikka teksti voi ensilukemalla tuntua
liian hankalalta tavallisen koirankasvattajan käsityskyvylle, on jo seuraava
lukukerta helpompi. Samalla aukeavat myös aikaisempien osien asiat aivan
uudella tavalla ja oppii ymmärtämään koiran perinnöllisyyttä
kokonaisvaltaisemmin. Kääntäjä.
Canine
Genome Project:in luotsaama koiran geenikartan rakentaminen toivottavasti
vihdoin johtaa perinnöllisten vikojen karsiutumiseen.
Susan
Thorpe-Vargas, Ph.D. and John Cargill, M.A., M.B.A., M.S.
Käännös
Inkeri Kangasvuo
Vuonna
1991 alkoi ihmiskunnan aatehistorian kaikkien aikojen suurin tehtävä. Vielä
suurempana haasteena, kuin konsanaan kuukävely, ihmisen perimän kansainvälinen
kartoitushanke (Human Genome Map Project, HUGO) kiehtoo mielikuvitusta
käsitteiden ja monimutkaisuuden ehdoilla.
Projektin
perimmäinen tarkoitus on ottaa selvää ihmisen genomin 3 miljardin emäsparin
lopullisesta järjestyksestä (genomi tarkoittaa tietyn organismin kaikkea
perinnöllistä materiaalia; genomin koko määritellään yleensä sen emäsparien
kokonaislukumäärällä). Tämä valtaisa voimanponnistus on ”valunut yli
äyräidensä” myös muihin lajeihin ja satoa voidaan korjata myös koiran genomin
kartoituksessa. Koiran genomikartoitusta - jota ei hämmennä sosiaaliset,
eettiset ja lainvoimaiset seuraukset, kuten on laita ihmisen genomin kartoitusprojektissa
- voidaan käyttää parantamaan koiriemme elämänlaatua ja auttaa meitä siitä
geneettisestä umpikujasta, jossa nyt olemme. Koiranomistajat maksavat miljoonia
dollareita joka vuosi tutkiessaan ja hoitaessaan koirillaan havaittuja
perinnöllisiä vikoja. Meillä on tällä hetkellä käytössämme perustyökalut
estääksemme tai parantaaksemme koiriemme fyysisiä kärsimyksiä. Todella
kansainvälisessä taistelussamme koirayhteisö astui pienen askeleen eteenpäin
julkaistessaan koiralajin ensimmäisen kytkentäkartan paljon aiemmin kuin
odotettiin.
Ensimmäinen
monista esteistä
Yksi
suurimmista ylitettävistä esteistä ihmisen tai koiran genomin kartoituksessa on
sijoittaa geeni tai geenimerkki tiettyyn kromosmiin. Kromosomit ovat erityisiä
itsestään jakautuvia DNA-yksikköjä, jotka koostuvat neljästä eri
nukleotidiemäksestä: sytosiinistä (C), jonka parina on aina guaniini (G) ja
adeniinista (A), jonka parina on aina tymiini (T). Näiden DNA-yksiköiden
järjestys määrää ne geenituotteet, jotka antavat kaikelle elämälle sen fyysisen
olomuodon. Ihmisellä on 46 kromosomia ja koiralla 78. Valitettavasti
geenimerkin sijoittaminen oikeaan kromosomiin on ollut koiralla vaikeampaa,
sillä suurin osa kromosomeista on
samanmuotoisia ja monet ovat melko samankokoisia. Nisäkkäillä perinnöllinen
materiaali on eristetty solun tumaan. Kun solu kasvaa ja alkaa jakautua kahtia,
se kaksinkertaistaa tämän perinnöllisen materiaalin, jolloin jokaiseen uuteen
soluun tulee sama määrä sitä. Tätä tapahtumaa sanotaan mitoosiksi, ja
mitä tahansa organismia, jossa tätä tapahtuu sanotaan eukaryootiksi
(aitotumalliseksi). Toisenlainen solunjakautuminen, meioosi, tapahtuu
kun gameetit (uroksen ja naaraan lisääntymiseen erikoistuneet solut, siittiöt
ja munasolut) muodostuvat. Tässä tapahtumassa muodostuvat neljä solua
sisältävät kuitenkin vain puolet alkuperäisistä kromosomeista (haploidi solu).
Tämä on järkevää, siittiön ja munasolun yhdistyessä yhtyvät puolet emän ja
puolet isän perintötekijöistä.
Kromosomit
on mahdollista nähdä vain tietyssä solun jakautumisvaiheessa. Paras aika
visualisoida ne on keskivaiheessa (metafaasi). Normaalisti kromosomit ovat
hajaantuneessa tilassa, eikä niitä voi nähdä tavallisella valomikroskoopilla.
Juuri ennen solunjakautumista, ne keräytyvät kokoon. Tässä vaiheessa on
mahdollista ottaa kuva kaikista solun kromosomeista. Kutsumme tätä karyotyypiksi,
tässä vaiheessa voimme nähdä kromosomien lukumäärän, koon ja ulkomuodon. Koiran
karyotyypin määrittäminen oli välttämätöntä, ennen kuin tutkijat saattoivat
sijoittaa geenit tai geenimerkit oikeisiin kromosomeihin. Kromosomispesifiset
markkerit varmistavat, että kaikki koiran kromosomit tulevat edustetuiksi
geenikartalla ja että kytkentäryhmät ovat sijoitettu fyysisesti oikeisiin
paikkoihin. Englannissa tehdyn loistavan työn ansioista, tämä vaikea este on
ylitetty. Tietäen, että koiralla on 39 haploidia kromosomia, tutkijat käyttivät
uroskoiraa kokeissaan, sillä Y-kromosomi on helppo nähdä. Vain 38 kromosomia
täytyi tunnistaa.
Aluksi tutkijat erottelivat kromosomit niiden DNA sisällön mukaan käyttäen kahta fluoresoivaa väriainetta, tunnistaakseen emäsparien suhteet värjäämällä joko A-G tai C-T rikkaat alueet. Käyttämällä ”dual-laser flow cytometry” tekniikkaa (menetelmä, jossa ulkopuolisen valon ja fluoresoivien väriaineiden avulla optisesti skannataan yhtä tai useampaa tiettyä solun komponenttia, jotka virtaavat nestemäisessä väliaineessa. ”Dual-laser” menetelmässä käytetään kahta eri aallonpituista laser-sädettä), he saattoivat jakaa näytteen 32 eri osaan. 22 osaa sisälsi yhden kromosomin kukin, ja jäljellä olevat kahdeksan sisälsivät kaksi kromosomia kukin. Siten kaikki kromosomit saatiin todennettua. Tunnistaakseen kromosomityypit, he käyttivät näitä osasia ”värjätäkseen” normaalin keskivaiheen kromosomiston (solussa, joka on kemiallisesti ”pysäytetty” tilaan, ettei se enää jakaudu) ja korostivat kromosomit käyttäen FISH (fluorescent in-situ hybridization, fluoresoiva in-situ hybridisaatio) tekniikkaa (menetelmä, jossa fluoresoivilla väriaineilla värjätty DNA-koetin lisätään väliaineeseen, jossa tutkittava DNA on yksinkertaisena juosteena. Kun denaturoitu DNA kiertyy takaisin kaksoiskierteeksi värjätty DNA-koetin hybridisoituu kohde DNA-juosteeseen).
Hybridisaatio
on hyvin tärkeä käsite ymmärtää, koska se on perustana monille eri
menetelmille, joita käytetään tutkittaessa DNA:ta. Kun muistetaan, että
mahdolliset emäsparit ovat C-G ja A-T ja DNA-juosteessa on AATGGCTAT, on sen
vastinjuosteen emäsparijärjestys TTACCGATA. FISH-menetelmässä vastaavat DNA tai
RNA juosteet liittyvät toisiinsa. Jos toinen juosteista on fluoresoivasti
värjätty, sitä voidaan käyttää paikallistamaan vastinalueensa toisessa
DNA-juosteessa. Toiset koettimet käyttävät röntgen (radiographic) tai
immunologisia leimoja. Hybridikoettimista kerrotaan lisää, kun käsittelemme
kartoitukseen käytettäviä toimintamalleja.
Kartoittamisesta
Aivan
kuten tavallisetkin kartat, genettiset kartat mahdollistavat geenien ja
kromosomien avaruudellisen käsittämisen ja kuvantavat monia eri tietoalueita.
Kartat ovat samanlaisia myös siinä suhteessa, että on olemassa monenlaisia
geneettisiä karttoja, joista jokainen on mittakaavaltaan erilainen.
Karyotyyppi
(tunnetaan myös nimellä sytogeeninen kartta) on resoluutioltaan fyysisten
karttojen matalin. Tarkin resoluutio olisi sellaisella kartalla, joka esittää
geenin luennan (transkription) jälkeiset muunnelmat, kunhan tunnemme
emäsparijärjestyksen kokonaan. Kytkentäkartta
on toisenlainen geenikartta.
Lopullinen
geenikartta tulee olemaan fyysisen ja kytkentäkartan yhdistelmä. Tällainen
kartta kertoo missä kromosomissa kukin geeni on, kuinka monta emäsparia erottaa
geenimerkit toisistaan, geenipaikkojen suhteelliset etäisyydet ja lopulta
täydellisen emäspari-juosteen. Kun koko juoste on määritelty, meidän täytyy
etsiä kaikki geenit ja käyttää tätä tietoa niiden toiminnan määrittämiseksi.
Geenikarttojen
soveltaminen pelkästään lääketieteeseen on valtavaa. Nämä tiedot, joita
käytetään diagnosoitaessa vahingollisia mutaatioita, liitettynä tulevaisuuden
geeniterapia teknologioihin, voi johtaa perinnöllisten sairauksien
hävittämiseen. Voimme myös oppia, kuinka tietyt käyttäytymisominaisuudet
periytyvät, tämä kiinnostaa koirankasvattajia.
Kytkentä(ryhmät)
Vuonna
1865, modernin genetiikan isä, nuori munkki nimeltään Gregor Mendel, julkaisi
tutkimuksensa, jossa hän päätteli tiettyjen ominaisuuksien periytymisen
tutkittuaan hernekasveja. Valitessaan tutkittavat ominaisuudet, oli ollut onni,
että Mendel oli valinnut juuri kyseiset ominaisuudet, sillä ne kaikki sattuivat
sijaitsemaan eri kytkentäryhmissä. Perussääntönä on, että kytkentäryhmät
vastaavat yksittäisiä kromosomeja ja kytkentäryhmien lukumäärä vastaa
kromosomiston haploidia lukua. Siten koiralla on 39 kytkentäryhmää.
Mendelin
huomiot johtivat päätelmiin, joita kutsutaan Mendelin ”laeiksi”. Ensimmäinen
kertoo, että ”tietyt tekijät” (geenit) esiintyvät erilaisina tyyppeinä
(alleeleina). Kun gameetit (sukusolut) syntyvät, nämä erityyppiset tekijät
periytyvät toisistaan riippumatta. Mendelin toinen ”laki” ennustaa, että eri
geenit (tarkoittaen ominaisuutta koodaavat geenit, jotka eivät ole samassa
kromosomissa) jakautuvat erilaisiin jälkeläistyyppeihin tilastollisesti samassa
suhteessa. Nämä tyypit ovat vanhempien tyypit ja yhdistelmätyypit. Kuitenkin,
kun geenit koodaavat ominaisuuksia, jotka ovat samassa kromosomissa,
yhdistelmätyyppejä on vähemmän kuin ennustettu 50%. Amerikkalainen geneetikko
Thomas Hunt Morgan ehdotti tämän yhdistelmätyyppien vähäisemmän määrän johtuvan
yksinkertaisesti siitä, kuinka kaukana geenit ovat toisistaan. Mitä lähempänä
toisiaan geenit ovat, sitä todennäköisempää on, että ne pysyvät kytkeytyneinä
ja yhdessä. Tätä tietoa voimme käyttää hyväksi ennustaessamme kahden
geenilokuksen suhteellista etäisyyttä toisistaan. Nykyään mittaamme
geenimerkkien etäisyyttä käyttämällä mittana senttimorgania (cM). Kahden
lokuksen sanotaan olevan 1cM etäisyydellä toisistaan, jos ne rekombinaatiossa
joutuvat erilleen 1%:ssa tapauksista. Tämä vastaa karkeasti noin 1 miljoonan
emäsparin fyysistä etäisyyttä.
Seuraava
askel kartoituksessa on määritellä geenimerkkien oikea järjestys. Sanotaan,
että geeni A on 5 cM etäisyydellä geenistä C ja geeni C puolestaan 7 cM
etäisyydellä geenistä B. Jos sitten toteamme, että A on 12 cM etäisyydellä
B-geenistä, on geenijärjestys: geeni A – geeni C – geeni B. Olisikin mukavaa,
jos se olisi näin yksinkertaista, mutta ikäväksemme se ei ole. Koodaavat
jaksot, joita kutsutaan eksoneiksi, ovat liian kaukana toisistaan, jotta
ne linkittyisivät näin kätevästi, siksi täytyy käyttää erityyppisiä
geenimerkkejä. Toinen ongelma on, että verrattuna bakteereihin tai vaikka
banaanikärpäsiin, koiralla on aivan liian pieni jälkeläismäärä, jotta
tarvittavat rekombinaatiotilastot saataisiin aikaan. Yleensä ihmisellä on
vieläkin vähemmän jälkeläisiä.
Mikrosatelliittien
(geenimerkki, joka esiintyy geenin informaatiota sisältämättömässä jaksossa, intronissa)
löytyminen ja käyttö on poistanut tämän esteen. Tähän mennessä on tunnistettu
noin 285 noin 1000 koirien mikrosatelliitista, jotka tutkijat arvioivat
tarvitsevansa koiran genomin kartoittamiseen. (Arviolta tällä hetkellä
tunnetaan jo 1700-2000 mikrosatelliittia – tieto vuodelta 2005) Geenien
seassa on pitkiä intronijaksoja. Näissä inroneissa olevia DNA-jaksoja voidaan
seurata, koska niiden erikoislaatuiset jaksot ovat perinnöllisiä.
Jotta
nämä geenimerkit olisivat hyödyllisiä tulee niiden olla samanlaisia lajin,
rodun ja/tai suvun kesken, kuitenkin niiden pitää olla riittävän erilaisia
(polymorfisia), jotta eroavaisuudet yksilöiden välillä voidaan havaita.
On
olemassa di-, tri- ja tetra- toistojaksoja, mutta perustamistapahtumasta ja
tiukasta linjasiitoksesta, joka on ominaista puhdasrotuisilla koirilla,
käyttökelpoisimmat mikrosatelliitit koiran geneettisen kytkentäkartan
selventämiseksi ovat olleet tetra-toistojaksot. (Perustamistapahtuma on
yksinkertaisesti äkillistä ja satunnaista geenien ajautumista sukupolvesta
toiseen). Nämä neljän nukleotidin toistojaksot esiintyvät yleensä 10-30
pituisina yksikköinä. Pentu saattaa saada (ATTG)
14 toistojakson emältään ja (GACA) 22 jakson isältään. Sen pentuetoveri on
saattanut periä täysin saman toistojakson emältään, mutta mutaatio tässä
DNA-jaksossa aiheuttaakin sen, että tuloksena se saakin (GACA) 21 jakson, eikä
isän vastaavaa. Vaikka nämä alueet eivät olekaan ”geenejä”, eroja toistojaksojen
lukumäärässä kutsutaan myös ”alleeleiksi” (pituuden
polymorfismi/monimuotoisuus). Teknologisen edistymisen vuoksi on melko helppoa
määritellä kahden eri genotyypin ero ja nämä toimenpiteet ovat olleet perustana
monille nykyisille polveutumismäärityksille. Mitä enemmän alleeleja
mikrosatelliitilla on, sitä todennäköisempää on sen hyödyllisyys.
Näissä
informaatiota sisältämättömissä jaksoissa tapahtuvat mutaatiot eivät aiheuta
muutoksia koiran ulkomuotoon/fenotyyppiin, mutta liitettäessä nämä geenimerkit
alleeleihin tai geeneihin, jotka luonnehtivat tiettyä sairautta, johtaa se
geenitesteihin ja kantajien tai sairaiden identifioimiseen. Useita testejä on
jo saatavilla. Nämä mikrosatelliitit ovat erityisen hyödyllisiä kantajien
identifioimiseen niissä perinnöllisissä sairauksissa, jotka johtuvat geenin eri
kohdissa olevista mutaatioista. Tämä on syy, miksi saman sairauden
diagnosoimiseen tarvitaan rotukohtaisia testejä.
Yhdistelmä
DNA teknologia antaa mahdollisuuden mittakaavaltaan tarkempien kytkentäkarttojen
laatimiselle. Eräs ranskalainen laboratorio on käyttänyt säteilyä ihmisen
kromosomien paloittelemiseen, ja liittänyt näitä paloja toisten lajien
soluihin. Näitä hybridisoluja voidaan käsitellä siten, että vain nämä tietyt
ihmisen kromosomin osat ovat säilyneet/säilyvät. Määriteltäessä ne geenimerkit,
jotka säilyvät yhdessä säteilyttämisen jälkeenkin, asettaa niiden järjestyksen
ja etäisyyden toisistaan tarkempaan mittakaavaan. Näitä tekniikoita on käytetty
myös koiran geenikartan laatimisessa, ja työ edistyy nopeasti koiralle
tyypillisen ns. ”radiation hybrid panel”:n laatimiseksi.
Fyysisten
karttojen maailma
Kytkentäkarttojen
lisäksi on olemassa erityyppisiä fyysisiä karttoja:
Kromosmi(sto)kartat
Alimman/matalimman
mittakaavan fyysinen kartta on sytogeeninen kartta eli karyotyyppi. Solun
jakautumiskierron metafaasin (keskivaihe) ja interfaasin (välivaihe) aikana on
mahdollista värjätä kromosomit tietyillä väriaineilla, jolloin niihin saadaan
selviä raidoituksia. Käytettäessä radioaktiivisia merkkejä on mahdollista
tunnistaa geenejä tai muita tunnistettuja DNA:n osia omiin kromosomeihinsa ja
määritellä niiden etäisyys toisistaan emäsparien lukumäärän mukaan. Kehittynyt
FISH menetelmä mahdollistaa geenimerkkien määrittelyn 2Mb - 5Mb etäisyyksille
toisistaan (yksi Megabase tai Mb on noin 1 cM = miljoonan emäsparin fyysinen
etäisyys)
FISH
menetelmällä voimme tutkia sairauksiin liittyviä kromosomimutaatioita ja
epänormaaliuksia. Saksalaiset tutkijat ovat löytäneet koiran ensimmäisessä
kromosomissa siirtymän (eräänlainen mutaatio), joka liittyy koirien
nisäkasvaimiin. Sytogeeninen analyysi voi olla käyttökelpoinen ihmisten ja
koirien eri typpisten syöpien perinnöllisten mekanismien ymmärtämisessä.
Yhdistelmä
DNA (cDNA) kartat (Complementary DNA)
Vaikka
kahdella geenimerkillä rekombinaatiotiheys voi olla korkeampi, kuin 50%, ei
tämä sulje pois mahdollisuutta, että ne ovat samassa kromosomissa. Tämä
vaikeuttaa kartoitusta lisää. Niksi on etsiä mihin nästä 39 erilaisesta koiran
kromosomista tietty geeni sijoituu. Yksi keino, jota käytetään on, kun
tiedetään mitä proteiinia tietty geeni koodaa ja toimia takaperoisesti, jotta
saadaan DNA-jakso suunnilleen selville. Kun käytetään synteettistä DNA-jaksoa,
joka on liitetty täydentävään hybridikoettimeen, on mahdollista nähdä mihin
kohtaan kromosomia geeni sijoittuu.
Toinen
mahdollisuus sijoittaa geeni oikeaan kromosomiin on tuntea sen geenin
emäsparijakso, joka koodaa samaa ominaisuutta toisessa, mutta sukulaislajissa.
Esimerkiksi, kaikilla nisäkkäillä on useita yhteisiä geenejä (meillä on
DNA-molekyyleissä jopa alempien eläinlajien kanssa yhteisiä konservoituja
emäsjaksoja, jotka ovat säilyneet lähes muuttumattomina läpi evoluution).
Vaikka kokonaiset kromosomit eivät ole säilyneet lajien joukossa, osia kromosomeista,
joita kutsutaan synteenisiksi ryhmiksi, on havaittu.
Homologiset geenit ja geenimerkit ihmisen
genomikartoitushankkeesta ovat olleet hyödyksi koiran geenien kartoittamisessa
ja on oletettavaa, että koiran geenikartta on hyödyksi HUGO-projektille. Kun
tiedämme tietyn geenin toimintatavan tai sen paikan kromosomissa yhdellä
lajilla, on siinä kohdassa samaa ominaisuutta tai vikaa koodaava geenipaikan
kandidaatti myös toisella lajilla. Yksi sellainen vika on SCID
(Severe Combined Immunodeficiency), joka aiheutuu ihmisillä ja koirilla
mutaatiosta yhdessä proteiinissa, joka muodostaa reseptorikohdan
interleukin-2:lle. Tämä vika
aiheuttaa korostuneen kyvyttömyyden muodostaa sekä soluvälitteistä, että
vasta-ainevälitteistä immuniteettia. Sitä kutsutaan usein “Kuplapoika”
sairaudeksi, filmin mukaan, joka kertoi pojasta, jolla oli tämä vika ja joka
sen takia asui eristettynä steriilissä kuplahuoneessa.
Useita
erilaisia laboratoriotekniikoita on käytössä paikallistamaan pienellä genomin
alueella olevia eroja. Kun sellainen alue on tunnistettu, on mahdollista
käyttää automatisoitua sekvensointi-menetelmää, jotta voidaan tunnistaa kaikki
emäsparimutaatiot. Jos tällaiset mutaatiot saavat aikaan proteiinituotteeseen
aminohapon korvautumisen toisella, on se mahdollinen etsitty geeni.
Kandidattigeeni-lähestymistapa voi säästää paljon aikaa, ei vain tarjoamalla
mallin sairauden etenemiselle ja suunnalle, vaan myös esittämällä
hoitostrategioita.
Luonnon
leikkurit
Enemmän
kuin 30 vuotta sitten geneetikot löysivät kätevän työkalun. Useita proteiineja
eristettiin erilaisista bakteerikannoista ja ne nimettiin pilkkoja- eli
restriktioentsyymeiksi, sillä ne pätkivät DNA:ta. Näiden entsyymien normaali
toimintatarkoitus oli suojata bakteeria faageilta (bakteereissa loisivilta
viruksilta) tai muulta vieraalta DNA:lta. Jokainen pilkkojaentsyymi tunnistaa
tietyn kaksijuosteisen jakson, ja juuri tämä erityisominaisuus on ollut
äärimmäisen käyttökelpoinen genomikartoituksessa. Satoja pilkkojaentyymejä on
eristetty. Kohteesta riippuen, nämä entsyymit tunnistavat katkaisukohtia, jotka
ovat neljästä kahdeksaan emäsparin pituisia. Jotkut pilkkojaentsyymit pätkivät
DNA:ta hyvin harvoin, josta seuraa pieni määrä erittäin suuria palasia. Yksi
keino valmistaa korkea-resoluutioinen fyysinen kartta on pilkkoa kokonainen
kromosomi ensin suuriin osiin, järjestää ne oikeaan järjestykseen ja pilkkoa ne
sitten aina pienempiin ja pienempiin osasiin, kunnes niiden emäsjärjestys on
määritelty. Vaikka tällainen menetelmä tuo enemmän jatkuvuutta ja vähemmän
takaiskuja, se ei aina ole yhtä tehokas, kun etsitään tiettyä geeniä.
Parempi
keino saada aikaan yksityiskohdiltaan tarkempi kartta on ns. ”contig(uous)
kartta” (kts. kuva). Se valmistetaan pilkkomalla kromosomi hyvin pieniin
osasiin ja kloonamalla nämä palat ja rakentamalla osittain päällekkäin asettuva
kloonikirjasto. Kloonaus on yhdistelmätekniikka, jossa DNA-jakso liitetään
toiseen soluun, jota kutsutaan kloonausvektoriksi, tämän jälkeen käytetään
hyväksi solun omaa jakautumismekanismia, jolloin syntyy lukemattomia kopioita
tästä DNA-jaksosta. Tällä tavalla saadaan suuret määrät koemateriaalia.
Kloonausvektoreina
käytetään usein bakteereja kuten E.coli-bakteereja, mutta uusimmat teknologiset
edistysaskeleet ovat mahdollistaneet suurten DNA-jaksojen kloonaamisen
käyttämällä keinotekoista kloonausvektoria, joka on tiivistetty lamda-faagiin.
Normaalisti tämä virus tunkeutuu bakteeriin ja liittää oman DNA:nsa solun
genomiin, jossa se monistuu yhdessä solun DNA:n kanssa. Käyttämällä luonnon
omia keinoja on usein onnistuttu myös tässä hankkeessa.
Kun
sitten genomin tietyn jakson “contig(uous) kartta” on valmistettu yhdessä
laboratoriossa, tuloksena oleva geneettinen kirjasto voidaan julkaista, jotta
muutkin tutkijat voivat käyttää samaa tietoa. Yleinen viitesysteemi, jota
kutsutaan ”sequence-tagged sites” STS, mahdollistaa tämän tiedon jakamisen.
STS:t ovat lyhyitä DNA kappaleita (200-500 emäsparin pituisia), joiden
erikoiset emäsjärjestykset ja sijainnit tekevät niistä käyttökelpoisia
“virstanpylväitä”. Eräs
tämän metodin muunnelma on jaksottaa cDNA osittain, mielivaltaisten DNA
kappaleiden sijaan. Koska ne ”leimaavat” ilmentävän geenin
transkriptiotuotetta, niitä kutsutaan ”expressed
sequence tags” EST. Nämä
ovat erittäin käyttökelpoisia etsittäessä kandidaattigeenejä.
Me
olemme vasta alussa
Nykyíset
kartoitusmenetelmät, vaikka ovatkin loistavia ja innovatiivisia, ovat jättäneet
suuria aukkoja, jotka täytyy täyttää. Geenikartoitus
on teknologiavetoista, mutta teknologia maksaa rahaa ja aikaa. Nopeampia ja
tarkempia kartoitusmenetelmiä tarvitaan. Koiran genomikartoituksen rahoitus jää
yleensä taka-alalle, kun on rinnalle asetetaan ihmisen ja maataloudellisesti
tai kaupallisesti tärkeiden lajien genomikartoituksen rahoitus. Mistä tähän
pitäisi saada rahoitusta? Jos geenitestaus saa jalansijaa myös
koiraharrastuksessa, markkinavoimat aikaansaavat uusien testien syntymisen.
Näistä saatuja voittoja voidaan käyttää tutkimustyön rahoituksessa. Jos
kasvattajat eivät geenitestaa koiriaan sairauksien varalta, mistä näitä
voittoja tulisi? On muutamia käyttökelpoisia lähteitä. Useimmat meistä
kääntyisivät rotujärjestöjensä ja Amerikan Kennel Klubin ”Canine Health
Foundationin” puoleen. Ehkäpä AKC voisi tehdä enemmän. Jotkut yhtiöt, kuten
Ralston Purina Co, rahoittavat nyt jo geenitutkimusta ja niitä tulisi tukea, ei
vain sen rahan takia, jota ovat lahjoittaneet vaan myös siksi, että saamme
käyttää tukimustyössä heidän sponsoroimiensa kenneliensä koirien
jalostustiedostoja. Näistä kysymyksistä kerromme lisää seuraavassa sarjamme
artikkelissa.
Rohkaisemme
kasvattajia käyttämään nyt saatavilla olevia geenitestejä, kun he tekevät
jalostusvalintoja. Geneettisten vikojen tunnettujen kantajien sukutaulut ja
verinäytteet, sekä niiden vanhempien, sisarusten ja jälkeläisten tiedot
tarvitaan avoimeen rekisteriin. Väittely voi käydä kuumana, kenellä on
valtuudet koota tämä kansainvälinen pyrkimys yhteen. Täällä USA:ssa näyttää
siltä, että AKC, UKC ja erilaiset rekisterit, kuten OFA ja CGC-ohjelma ottavat
johdon käsiinsä. Toisten rotujen järjestöt tekevät aktiivisesti työtä
geneettisten ongelmien kohentamiseksi. Rotujen, joilla on erittäin suuri
sairausriski, pitäisi käyttää erityisiä jalostusstrategioita, kuten uusien
rodun yksilöiden etsimistä rodun alkuperämaasta ja etsimällä sieltä haluttuja
ominaisuuksia. Koirarotukirjojen avaamista pitäisi harkita. Tällä hetkellä
koirarotukirjat ovat suljettuja, mutta ainoa tapa saada takaisin osa
hävitetystä genettisestä monimuotoisuudesta on käyttää jalostukseen niitä
koiria, joista rotu alun perin on lähtöisin. AKC:lla tulisi olla valmiit
toimintaperiaatteet, joilla rodun alkuperämaasta saataisiin uusia kantakoiria,
vaikkei siellä edes olisi mitään roturekisteriä. Tällä hetkellä jokaista
rotujärjestöä pyydetään tässä taistelussa ”keksimään pyörä” uudelleen.
Samojedi, saluki ja basenji ovat erinomaisia esimerkkejä tästä
ongelmatilanteesta, sillä ne paimentolaisheimot, joiden koiria nämä olivat,
ovat harvemmin säilyttäneet kirjoitettuja dokumentteja. Muutamista tärkeistä
asioista on keskusteltava, kuten rekisteriemme pätevyydestä ja mitä meidän
tulee tehdä suojellaksemme noita tiedostoja. Harrastajien tulee tiedostaa nämä
ongelmat, jotta rakkailla eläimillämme olisi tulevaisuudessa
elinmahdollisuuksia. Me olemme erilaisten rotujen vaalijoita, joten meillä on
vastuu löytää vastauksia noihin geneettisiin ongelmiin.