Toksoplasman muodostama pseudokysti hiiren kudoksessa. Kuva: Yale Rosen / Wikimedia Commons.

Loisten leviäminen lajista toiseen on yksi loistutkimuksen suurista mysteereistä. Mikä määrittää sen, mihin isäntälajeihin loinen voi tarttua? Miksi joillain lajeilla on laajempi kirjo isäntiä kuin toisilla?

Tämän olen todennut monesti, mutta näihin kysymyksiin ei löydy yhtä vastausta. Biologiassa on aina olemassa sarja erilaisia vastauksia evoluutiosta molekyylitason mekanismeihin. Eräs tuore artikkeli antaa mielenkiintoisen vastauksen molekyylitason mekanismeista (josta voi olla hyötyä evoluution ymmärtämiseen). 

 

Yksisoluinen protisti Toxoplasma gondii aiheuttaa ihmisillä toksoplasmoosi-nimisen taudin, joka voi olla kehittyvälle sikiölle vaarallinen. Kolmannes maailman ihmisistä saa jossain vaiheessa tartunnan. Toksoplasma pystyy lisääntymään suvuttomasti missä tahansa tasalämpöisessä eläimessä, mutta se pystyy lisääntymään suvullisesti vain ja ainoastaan kissaeläimissä. Loinen pystyy siis sinänsä kasvamaan laajalla kirjolla, mutta osa lisääntymiskierrosta on tarkkaan rajattu.

Toksoplasma on jännä loinen, koska se saa isäntäeläimensä tykästymään kissan virstaan, on kyse sitten rotasta tai simpanssista. Toksoplasman tartuttamista rotista tulee tyhmänrohkeita seikkailijoita, kun taas simpanssit haluavat tutkia tarkemmin leopardin virtsajälkiä. Epäilläänpä, että jopa ihmisillä toksoplasmatartunta aiheuttaa muutoksia käyttäytymisessä, mikä altistaa muun muassa autokolareille. Mutta tämä on oma tarinansa (ja ei, toksoplasman vaikutukset ihmiseen eivät vielä ole erityisen selkeitä).

Tuoreessa tutkimuksessa tutkijaryhmä selvitti, mikä saa toksoplasman lisääntymään vain kissaeläimessä. Tutkimuksen menetelmät itsessä olivat jo hieno ikkuna siihen, mitä kaikkea nykyään voidaankaan tehdä.

Tutkijat kasvattivat toksoplasman koteloituneita muotoja, joita he keräsivät hiirten aivoista. Nämä koteloituneet muodot avattiin pepsiinilä ja suolahapolla, jolloin prosessi vastaa sitä, mitä tapahtuisi kissan mahalaukussa. Tämän jälkeen toksoplasma siirrettiin kissan suolistosta tehdylle organoidille. Organoidit ovat miniatyyrielimiä, joissa on oikean elimen rakenne, ja joita voi käsitellä kasvatusmaljalla.

Toksoplasma ei tehnyt mitään kissan suoliorganoidilla, eikä koteloista puretuissa toksoplasmoissa ollut lainkaan geeniaktiivisuutta. Tämä viittaa siihen, ettei toksoplasma pystyy lisääntymään kissan suolistossa sinänsä, vaan vaatii jotain ravinnon kautta tulevaa tarpeellista lisää. Tutkijat sitten lisäsivätkin linoleenihappoa organoidille ja toksoplasmat alkoivatkin lisääntyä.

Linoleenihapon tarve on mielenkiintoinen. Kissaeläimet ovat ainoita nisäkkäitä, joilta puuttuu delta-6-saturaasi-entsyymi, joka hajottaa linoleenihappoa. Tämä johtaa siihen, että kissaeläimillä on merkittävästi enemmän linoleenihappoa verenkierrossa ja suoliston solujen saatavilla. Kun tutkijat sitten yrittivät kasvattaa toksoplasmoja maljalla hiirten suolikasvatuksilla, johon oli lisätty linoleenihappoa ja delta-6-saturaasi-entsyymiä tuottavaa geeniä hiljentäviä aineita, toksoplasma kasvoi. 

Loinen siis tunnistaa kissaisäntänsä (ja alkaa suvullisesti lisääntyä) tietyn entsyymin puutteen takia, joka aiheuttaa tietynlaisen kasvuympäristön.

Toksoplasmatutkimus oli suhteellisen suoraviivainen, joskin työläs. Se on kuitenkin uraauurtava, koska tämä on ensimmäinen kerta, kun loistutkimuksessa selvitetään isäntäkohtaisen suvullisen lisääntymisen mekanismi. Tämän jälkeen tutkijat voivat selvittää tarkemmin toksoplasman evoluutiota ja toksoplasmaa voidaan alkaa kasvattaa laboratoriossa myös muissa kudoksissa kuin kissan suolistossa.

Tähän mennessä toksoplasman tutkimus on vaatinut kissojen käyttöä koe-eläimenä. Kissa on harvinainen koe-eläin ja työläs kasvatettava, eivätkä ihmiset ole erityisen innoissaan kissojen käytöstä. Yhdysvaltain maatalousministeriökin sulki kissojenkasvatuslaitoksensa yleisön paineen takia. Nyt toksoplasmatutkimus voi jatkua hiirimallilla.

Tietenkin, tämänkaltainen tutkimus tuottaa myös mahdollisuuksia tehdä oikeanlaisella lääkityksellä kissan suolistosta epäsuotuisan ympäristön toksoplasmalle. Jos kissojen suoliston linoleenihappopitoisuuteen päästään vaikuttamaan lääkityksellä, toksoplasman lisääntyminen pystytään estämään. Mutta tässä tapauksessa (eläin)lääketieteelliset sovellukset ovat ehkä tylsin näkökulma oikeasti mielenkiintoiseen tutkimukseen.

Sisältö jatkuu mainoksen alla

Kommentit (1)

Käyttäjä4499
Liittynyt21.7.2017
Viestejä6901
2/1 | 

Hieno tutkimus. Mietin vain, miten kissojen suoliston olosuhteiden muutos vaikuttaisi niiden normaaliflooraan... ja mieleen.

Sisältö jatkuu mainoksen alla
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

Hae blogista

Blogiarkisto

2018
2017
Heinäkuu
2016
2015
2014