Kirjoitukset avainsanalla ympäristö

Cas9-proteiinin rakenne. Cas9 sitoutuu nukleiinihappoon ja voi leikata sitä. Kuva: David Goodsell / RCSB

Heinäkuu ei ollut onnellinen kuukausi genomimuokkaukselle, eli eliöiden genomin tarkalle ja tavoitteelliselle muuttamiselle.

Ensin brittiläinen tutkimusryhmä julkaisi artikkelin Crispr-Cas9 -menetelmän toimintakyvystä: kun alkion perimää yritetään muokata hyvin tarkasti tietystä kohtaa, muokkausmenetelmä aiheuttaa muutoksia myös muualla perimässä. Osa muutoksista oli isoja merkittäviä: muun muassa laajojen geenialueiden poistumia.

Sanomattakin lienee selvää, että tämä on ongelma kliinisille sovellutuksille, eli sille että ihmisen perimää voitaisiin helposti muokata. Ihmisten perimää ei voida lähteä korjaamaan, jos sillä on mahdollisia haittavaikutuksia.

Ei tämä tietenkään mikään kuolinisku ole, sillä vastoinkäymiset on tehty voitettaviksi. Lähinnä tämä tarkoittaa, että matka kliinisiin sovelluksiin on vielä pitkä, ainakin jos vertaa uutisotsikoiden viime vuosina esittämään optimismiin. Muutama vuosi sitten arvioitiin, että sikiön genomimuokkauksen kliiniset testit voisivat alkaa vasta 10-15 vuoden päästä. Tämä oli ehkä optimistinen arvio.

Crispr-Cas9 -genomimuokkausta ollaan jo kohta käyttämässä ihmisen somaattisiin soluihin, eli niihin soluihin, jotka eivät periydy seuraaville sukupolville. Huhujen mukaan Kiinassa on käynnissä useampia tutkimusprojekteja. Yhdysvalloissa ja Euroopassa nähtävästi yksikään kliininen koe ei ole vielä päässyt koehenkilöiden rekrytointia pidemmälle. Somaattisten solujen hoidolla pyritään vaikuttamaan syöpäsoluihin ja verisolujen kantasoluihin sirppisoluanemian hoidossa.

 

Viikkoa myöhemmin EU:n tuomioistuin otti kantaa pitkäaikaiseen kiistaan: pitäisikö EU:n alueella geenimuokattuja lajikkeita säädellä samoin kuten sellaisia lajeja, joihin on siirretty geneettistä materiaalia muilta lajeilta?

Lopputulos oli selkeä kyllä. Päätös oli suuri pettymys tutkijayhteisölle ja elintarviketuottajille.

Tuomioistuimen päätös ei sinänsä ollut yllätys.

EU:n GMO-lainsäädännössä periaatteena on (tuomion mukaan) hyvin tiukka sääntely, paitsi jos menetelmä on pitkään käytetty ja turvalliseksi todettu. Tämä johtaa omituiseen lopputulokseen: esimerkiksi säteilyttämällä tuotetut lajikkeet on vapautettuja tiukasta sääntelystä, koska säteilytystä on tehty 50-luvulta lähtien. Sen sijaan huomattavasti tarkemmat perimänmuokkausmenetelmät on tiukasti säädeltyjä, koska ne ovat uusia, vaikka ne olisivatkin sinänsä turvallisempia.

Jännä lisä on tietenkin se, että GMO-lajikkeet, jotka on luotu siirtämällä geenejä lajilta toiselle pystytään tunnistamaan, mutta geenimuokkauksen kautta luotuja lajikkeita ei välttämättä pysty erottamaan muilla jalostustavoilla syntyneistä lajikkeista. Tämä tekee elintarvikkeiden tuonnista ja viennistä entistä vaikeampaa.

Tuomiosta on mielestäni turha syyttää tuomioistuinta. Tuomioistuimet kun toimivat "roskaa sisään - roskaa ulos" -periaatteella. Ongelmat piilevät EU:n lainsäädännössä, joka on vuodelta 2001. Tämän jälkeen on paljon vettä virrannut Vantaajoesta. Käsityksemme kasvinjalostuksesta on nykyään aivan toinen.

Uusien genominmuokkausmenetelmiä sääntelyn pitäisikin olla poliittinen päätös. EU:n jalostussääntely kaipaa selkeyttämistä ja uudistamista, mikä tahansa sitten tulevaisuuden sääntelyn muodoksi halutaankin.

 

Kolmas, ja yhä jatkuva haaste, genomimuokkauksen käytölle on jatkuva patenttitaistelu. Crispr-Cas9 -menetelmästä on jo pitkään jatkunut oikeustaistelu MIT:n ja Harvardin yliopiston Broad-instituutin ja Kalifornian yliopiston Berkeleyn yksikön välillä.

Genomimuokkausmenetelmälle on vaikea kehittää kaupallisia sovelluksia niin kauan kuin ei ole selvää, kuka omistaa peruspatentit.

Patenttikiista on tällä hetkellä yhdysvaltalaisessa vetoomustuomioistuimessa, joka kuunteli suulliset argumentit huhtikuun lopussa. Tuomio on odotettavissa lähiaikoina, ja kommentaattorit pitävät epätodennäköisenä, että kiista etenisi enää korkeimpaan oikeuteen asti.

Asiasta tekee tietenkin mielenkiintoisemman sen, että siinä missä yhdysvaltalaiset patenttiviranomaiset ovat suosineet Broad-instituutin patenttia, eurooppalaiset ovat myöntäneet Berkeleyn ryhmälle laajemman patenttioikeuden. On siis todennäköistä, että eri yritykset myyvät Crispr-Cas9 -patenttia Euroopassa ja Yhdysvalloissa.

 

Patenttikiistan hyvä puoli on siinä, että se ainakin näyttää hitaasti mutta varmasti kulkevan kohti päätöstä. Samaten perustutkimus epäilemättä tehostaa jatkuvasti menetelmän varmuutta ja toimivuutta. Euroopan unionin poliittiset päättäjät ovat sen sijaan olleet hitaita parantamaan tai kokonaan uudistamaan GMO-lajien sääntelyä.

Kommentit (0)

Lenkko syö Brisbanessa, Australiassa, palmua. Kuva: Andrew Mercer / Wikimedia Commons.

Tämän vuoden virus voisi olla Nipah: kuukausi sitten Intian Keralan osavaltiossa raportoitiin kolmen ihmisen kuolemisesta nipahtartuntaan ja tämän jälkeen nähtävästi 18 ihmistä saanut tartunnan. Heistä 16 on kuollut tartuntaan. Aikaisempina vuosina blogissani on vuoden viruksena esiintynyt niin Länsi-Afrikan ebolaepidemia, Etelä-Amerikan zikaepidemia kuin Arabian niemimaan MERS-virukset.

Nipahin nosti maailmankartalle se, että se esiintyi Intian länsirannikolla Keralassa, jossa sitä aiemmin ei ollut ollut lainkaan. Tautia oli esiintynyt aiemmin Bangladeshissa ja itäisimmässä Intiassa, Bengalissa, noin 2 000 kilometrin päässä.

 

Nipah-virus aiheuttaa aivotulehdusta, joka on usein tappava. Sairaalahoitoon päätyneistä potilaista noin puolet kuolee. Taudin itäminen kestää viikosta kahteen ja taudin alettua kooma voi seurata jopa vuorokaudessa.

Nipah on pitkään ollut pelottavan vaarallinen, mutta lohdullisen pienelle alueelle rajoittunut taudinaiheuttaja. Virus tunnistettiin ensimmäisen kerran vuonna 1998 Malesiassa ja suuri osa tautitapauksista on rajoittunut Malesiaan tai Bangladeshiin. Virusta kuitenkin kantavat lenkot, eli vanhalta nimeltään lentävätkoirat, alueella yleiset hedelmälepakot, jotka asuvat laajalla alueella Australiasta Madagaskarille. Pohjoisessa niiden esiintymisraja menee Intiassa ja Kiinassa.

Tartunta on tultava suoraan toiselta ihmiseltä tai tautia kantavalta eläimeltä. Tartunta-elokuvan maailmanlaajuisen pandemian mallina oli juuri nipah. Tauti lähti elokuvassa kulkemaan, kun hedelmälepakon puoliksi syömä hedelmä tippui maahan. Metsässä laiduntanut sika sitten söi tämän hedelmän ja sika puolestaan päätyi ruuaksi macaolaisen kasinon ravintolaan. Tämä on paitsi kuviteltavissa oleva, myös realistinen tapa viruksen leviämiseen.

Ensimmäisen nipahepidemian aikana Malesiassa ainakin 257 ihmistä sai tartunnan, 105 ihmistä kuoli ja yli miljoona sikaa tapettiin, koska virus oli päässyt leviämään sikatiloilla. Tautia ei ole esiintynyt Malesiassa tuon jälkeen.

Nipahin läheinen sukulainen, Hendra-virus, on vastaavanlainen vaarallinen, mutta samalla tavoin harvinainen. Molemmat virukset kuuluvat heikosti tunnettuun henipavirusten ryhmään. Pitkään ajateltiin, että henipavirukset esiintyvät vain Australiassa ja Aasiassa, mutta afrikkalaisista lepakoistakin on viime aikoina löydetty henipaviruksia.


Hendra-virus tunnistettiin ensimmäisen kerran vuonna 1994 Hendrassa, Brisbanen esikaupungissa Australiassa. Taudin ensimmäiset uhrit olivat 22 ravihevosta, ohjastaja ja hevosten omistaja. Tämän jälkeen hendravirus on aiheuttanut silloin tällöin tartuntoja hevostiloilla Queenslandissa ja New South Walesissa. Vuodesta 2010 lähtien tartunnan hevosissa ovat olleet vuosittaisia.

Hendratartunnan taudinkuva on samanlainen kuin nipahtartunnallakin, joskin keuhkotulehdukset ja –verenvuoto vaikuttaa yleisemmältä.

Hevoset ovat hendran uhreja nähtävästi siksi, että laiduntaessaan ne välillä syövät ruohoa puiden alta. Lenkot elävät yhdyskunnissa usein juuri puissa ja näin lenkkojen ulosteet päätyvät hevosen suuhun. Hevosesta toiseen ja ihmisiin tauti leviää pisaratartuntana.

Kumpikin virus on harvinainen: taudinaiheuttajien tunnistamisen jälkeen nipahtartunnan on saanut noin 700 ihmistä ja hendratartunnan seitsemän ihmistä. Kuolleisuus on kuitenkin huomattava: kummassakin taudissa yli puolet tartunnan saaneista ja diagnosoiduista ihmisistä kuolee.

 

Henipavirukset tulevat valitettavasti olemaan yhä yleisempiä. Kuten ebolan osalta, myös henipavirusten leviämistä edistää lepakkojen elinympäristöjen pirstoutuminen ja tuhoutuminen. Kun lepakot joutuvat yhä useammin tekemisiin ihmisten ja kotieläinten kanssa, mahdollisuuksia tautien leviämiselle on yhä enemmän.

Kommentit (0)

Naaraspuolinen guineamato poistetaan ihmisestä kierittämällä sitä päivien tai viikkojen ajan pienen tikun ympärille. Kuva: National Museum of Health & Medicine / Wikimedia Commons

 

Ihmiset ovat olleet taitavia rajoittamaan loisten elämää ja vähentämään ihmiskunnan loistaakkaa. Olemme sen sijaan olleet surkeita tuhoamaan loislajeja kokonaan. Isorokko on ainut ihmisen tauti, jonka olemme onnistuneet tuhoamaan sukupuuttoon (joskin laboratorioissa on vielä jäljellä näytteitä). Karjarutto, märehtijöiden vaarallinen tartuntatauti, on toinen virus, jonka olemme onnistuneet tuhoamaan.

Olen aiemminkin kirjoittanut ja puhunut guineamadosta (muun muassa Suomen Luonto -lehden numeroon 9/2013 tai tässä haastattelussa Helsingin Sanomien Tiede-sivuilla pari vuotta sitten). Guineamato vaikuttaa seuraavalta loiselta, josta pääsemme eroon. Siinä missä 1980-luvulla vielä reilu kolme miljoonaa ihmistä kärsi vuosittain guineamadosta, viime vuosina on tapauksia havaittu vain kymmeniä.

Guineamadon sukupuuttoon ajaminen vaikutti suoraviivaiselta toimenpiteeltä: madon toukat tulevat ihmisiin hankajalkaisäyriäisten sisällä, joten juomaveden suodattaminen pystyy estämään guineamatotartunnan. Guineamadot pystyvät elämään toukka-asteessaan vain muutaman kuukauden, joten ihmistartunnan estäminen tappaa ne nopeasti pois. Lisäksi guineamato tartuttaa vain ihmisiä, joten tartunnan estäminen on helppoa.

Tšadissa guineamato ei ollut esiintynyt kymmeneen vuoteen, kun vuonna 2011 guineamatotapauksia alkoi taas ilmaantua. Ne olivat kuitenkin epätyypillisen yksittäisiä: yleensä tapaukset ovat keskittyneet tietylle alueelle, koska tartunnan saanut tartuttaa loista eteenpäin. Yksittäiset tapaukset ovat mahdottomia, koska loisen on tultava jostakin ja jollakulla on pitänyt olla tartunta aiemmin.

Samaan aikaan alettiin kuitenkin havaita koiria, joilla oli guineamatotartuntoja. Nopeiden tutkimusten jälkeen selvisi, että koirilla oli tismalleen sama guineamato, joka tartuttaa ihmisiäkin. Guineamatojen tarttuminen koirilta ihmisille myös selittää hyvin Tšadin guineamatotartuntojen omintakeisen epidemiologian.

Koirien guineamatotartuntojen aiheuttama suurin huoli tietenkin on, että ne tekevät guineamatojen sukupuuttoon ajamisen paljon vaikeammaksi. Afrikkalaiset koirat ovat usein puolivillejä, ihmisasutuksen ympärillä eläviä vapaasti liikkuvia ja lisääntyviä eläimiä. Ihmiset pitävät niitä suojanaan ja vartijoina, jolloin ne ovat juuri sopivan läheisesti tekemisissä ihmisten kanssa, että tartunnat ovat helppoja, mutta kuitenkin niin vapaita, että koirien hoitaminen tai matotartuntojen estäminen on mahdotonta.

 

Koirien guineamadot herättävät myös monia tieteellisesti merkittäviä kysymyksiä. Mistä koirat ovat saaneet tartunnan? Miksi guineamato pystyy tartuttamaan koiria? Ovatko koirat aina kantaneet guineamatoja ja se huomattiin vasta nyt?

Tämänhetkinen teoria esittää, että koirat ovat saaneet guineamadot kalanperkeistä tai sammakoista, joihin on jäänyt matoa kantavia hankajalkaisia. Koirien tapa juoda vettä joesta nähtävästi säikyttää hankajalkaiset tiehensä niin, että ne eivät päädy suoraan koiriin. Mitään vankkaa todistusaineistoa leviämisreiteistä ei kuitenkaan ole.

Guineamadolla ei vaikuta olevan ongelmia elää koirassa. Yhdestä koirasta laskettiin 79 guineamatoa (pdf). Tämä on suurin yksittäisessä yksilössä koskaan havaittu matomäärä - ihmisessä on harvoin enemmän kuin yksi tai kaksi matoa. Guineamadon pituus voi olla toista metriä, joten tämä on ollut myös kooltaan iso kasa matoja.

Koirahavaintoja guineamadosta on kuitenkin havaittu vain Tsadissa, Etiopiassa ja Malissa. Ne eivät vaikuta siis levinneen erityisen laajalle. Jos guineamato yleisesti tartuttaisi koiria missä vain, madon hävittäminen olisi ollut tähän mennessä todennäköisesti vaikeampaa. Geneettisestä tutkimuksesta tiedetään, että maantieteellinen geneettinen vaihtelu on guineamadolla melko suurta. On siis mahdollista – ja todennäköistä – että tiettyjen alueiden madot ovat sopeutuneet tarttumaan koiriinkin.

Kokonaiskuva näyttää vielä hämärältä, mutta todennäköinen kehitys vaikuttaa siltä, että koirat ovat aina saaneet guineamatotartuntoja, mutta vasta ihmistapausten vähentyminen on tehnyt koirista epidemiologisesti merkittäviä isäntiä guineamadolle. Samalla guineamato on erityisesti tietyillä alueilla sopeutunut leviämään ja elämään paremmin koirissa. Onneksi guineamadon sopeutuminen vaikuttaa hitaalta, koska erityisen tehokas leviäjä koirissa se ei ole vieläkään – verrattuna siihen kuinka tehokkaasti loiset voivat levitä puolivilleissä koirissa.

Joka tapauksessa koirat ja guineamato tarjoavat kaksi oivaa opetusta. Ensinnäkin: loisten evoluutio kannattaa ottaa vakavasti, sillä se vaikuttaa keinoihimme ja kykyymme pitää loisia kurissa. Toiseksi: yleisesti tiedetty totuus ei aina pidä paikkansa, joten silmät kannattaa pitää avoinna ja etsiä loisia sieltä, mistä niitä ei olettaisi löytävän.

Kommentit (1)

Tieteellistä tarkkuutta?

"Koirahavaintoja guineamadosta on kuitenkin havaittu vain Tsadissa." Miten tämä on mahdollista - havaittujen koirien on pakko olla tosi pieniä, jotta ne mahtuvat matoihin.

Slovenialainen tarhamehiläinen. Kuva: Richard Bartz / Wikimedia Commons

 

Viime vuosien aikana on puhuttu paljon pölyttäjähyönteisten vähenemisestä. Mehiläiskannat ovat romahtaneet, mehiläisiä uhkaavat erilaiset taudit sekä loiset eivätkä villit pölyttäjähyönteiset voi yhtään sen paremmin.

Pölytyksestä on tullut miljardibisnes. Pölytyksestä riippuvaisille viljelylajeille, kuten rypsille ja hedelmäviljelmille, kuljetetaan mehiläispesiä, jotta kasvit tuottaisivat satoa. Yhdysvalloissa liikkuu vuosittain 1,8 miljoonaa mehiläispesää ympäri maata aina sinne, missä juuri sillä hetkellä tarvitaan pölytysapua. Pelkästään Kalifornian mantelisato sato vaatii lähes kaksi miljoonaa mehiläispesää pölyttyäkseen.

Maanviljelys onkin muuttanut pölyttäjien ja kasvien välisiä vuorovaikutuksia. Tarhamehiläiset kilpailevat villien pölyttäjien kanssa medestä ja niiden tuominen uudelle alueelle usein heikentää villien pölyttäjien hyönteisten mahdollisuuksia kerätä mettä. Yhdessä tarhamehiläispesässä on työläisiä yhtä paljon tai enemmän kuin ympäröivässä luonnossa on villejä pistiäispölyttäjiä. Toisaalta pellot, joissa kasvatetaan hyönteispölytteisiä kasveja, voivat houkutella pölyttäjähyönteisiä niin paljon, ettei paikallisille kasveille, jotka elävät lähellä peltoja, löydy pölyttäjiä.

Miltä todellisuus sitten näyttää? Tutkimuksia aiheesta on suhteellisen vähän, mutta uhkat ovat täysin mahdollisia. Saksassa rapsipeltojen läheisyys vähentää kevätesikkojen siemenmäärää noin viidenneksellä, koska esikkoja pölyttävät kimalaiset viihtyvät paremmin rapsipellolla. Peltoviljely voi siis uhata kukkia metsissä ja niityillä. Vastaavasti tarhamehiläisten läsnäollessa villit pölyttäjät voivat huonommin: esimerkiksi villit kimalaisyhteiskunnat keräävät vähemmän mettä, lisääntyvät heikommin ja jäävät pienemmiksi, jos ne joutuvat kilpailemaan tarhamehiläisten kanssa.

Oman vaikeutensa asiaan tuovat tietenkin loiset ja taudinaiheuttajat. Tarhamehiläiset ovat taudeille oivallinen kohde, koska niitä on yhdessä yhteiskunnassa paljon – jolloin tautien on helppo levitä – ja lisäksi kaupallisen kasvatuksen takia yhteiskunnat ovat usein tekemisissä keskenään. Tarhamehiläiset ovat tietenkin sopeutuneet elintapojensa aiheuttamaan loistaakkaan siten, että niillä on monia tehokkaita keinoja rajoittaa loisten riehaantumista aina käyttäytymisestä geneettisiin sopeutumiin.

Mehiläisten kasvatus tietenkin on omiaan luomaan mehiläisten loisille hyvät oltavat. Vaikka tarhamehiläiset itse selviäisivät tästä, tarhamehiläisten ja villimehiläisten kohtaamisesta syntyy ongelmia. Loiset ja taudit voivat nimittäin siirtyä lajilta toiselle, eivätkä villimehiläiset yhtä tehokkaita vastustamaan loisia kuin tarhatut serkkunsa. Tässä kohtaa voi vaikka ajatella vaikkapa mitä tapahtui taudeille tottuneiden eurooppalaisten ja samanlaiseen tautitaakkaan heikosti sopeutuneiden Amerikan alkuperäisasukkaiden välillä.

 

Tilanne ei näytä hyvältä villien pölyttäjien tai pölytyksestä riippuvaisten kasvien kannalta. Ne saattavat hävitä kilpailussa peltojen kasveille ja mehiläisille. On kuitenkin alueita, joissa mehiläisten vaikutuksia on helpompi kontrolloida: kaupungit. Kaupungeissa pölyttäjille on tarjolla usein monipuolinen kukkalajisto ja hyönteismyrkkyjen käyttö on vähäisempää kuin maatalousympäristössä.

Kuten monessa muussakin länsimaisessa kaupungissa, Pariisissa on urbaanin mehiläiskasvatuksen buumi. Kaupungin alueella on 653 tarhamehiläispesää, jotka tahkoavat urbaanihunajaa. Tutkijat arvioivat kaupungin kukkien tuottaman meden määrään ja näin monen mehiläispesän tarvitseman meden määrän. Tulos oli, että tarhamehiläiset käyttävät vuoden aikana suurin piirtein saman verran mettä kuin kaikki Pariisin kukat tuottavat.

Meden tuotto ja kulutus olisi kauniisti tasapainossa, jos kyse olisikin pelkästään tarhamehiläisistä. Pariisissa on kuitenkin rutkasti villimehiläisiä, itse asiassa 67 eri lajia. Kun tutkijat selvittivät miten villimehiläisten käy, he huomasivat, että tarhamehiläiset pystyvät dominoimaan kukkia ja estämään paitsi villimehiläisten, myös muiden pölyttäjien pääsyn kukille. Mitä lähempänä tarhamehiläispesä sijaitsi, sitä vähemmän villit pölyttäjät kävivät kukissa.

Tutkimus vihjaa, että tarhamehiläiset ovat merkittävä kilpailija villien pölyttäjien kanssa kaupunkiolosuhteissakin, mutta se ei vielä kerro kuinka suuri ongelma oikeastaan on. On vielä tarpeen arvioida kuinka paljon villipölyttäjien määrät oikeasti laskevat tarhamehiläisten takia. Joka tapauksessa lienee selvää, että urbaani mehiläiskasvatus ei aina ole ekoteko.

Miten kaupunkilainen voi sitten kantaa kortensa kekoon pölyttäjien hyvinvoinnin puolesta? Keväällä voi pihalleen virittää pölyttäjille tehdyn keinopesän tai hyönteishotellin. Ohjeet löytyvät esimerkiksi Suomen Luonnon nettisivuilta. Pihojen kukkina kannattaa puolestaan suosia muutenkin uhanalaisia niitty- ja ketolajeja; esimerkiksi mykerökukkaiset ovat pölyttäjien suosikkeja.

Kommentit (1)

Sanoma

Hieno artikkeli! Tosin se mistä en pidä, on viimeisen linkin sisältö koska kyseinen HS:n artikkeli on tarkoitettu vain tilaajille. Näin oikeasti tärkeä ja hyödyllinen informaatio on rajattu maksumuurin taakse.

Seuraa 

Kaiken takana on loinen

Tuomas Aivelo on ekologian ja evoluutiobiologian tutkijatohtori Helsingin yliopistossa. Hän karkaa arjestaan tutkimaan Helsingin viemärirottia, punkkeja ja metsämyyriä Alpeille, pohtimaan biologian oppimista tai ihan vain ihastelemaan loisia.

Teemat

Blogiarkisto

2017
Heinäkuu
2016
2015
2014