Tiede

Uusi menetelmä parantaisi karjan terveyttä – jos sitä saisi käyttää

Nupoutus aiheuttaa kaksi kolmannen asteen palovammaa.

Uusi geenitekniikka voisi mullistaa kotieläintalouden – jos sitä saisi käyttää.

Sen avulla tutkijat ovat tehneet eläimiä vastustuskykyisiksi vaarallisille taudeille, kasvattaneet lihakarjan lihasmassaa, poistaneet lehmien ja vuohien maidosta allergeeneja ja edistäneet eläinten hyvinvointia.

Australian Csiro-tutkimuslaitoksessa kehitetään menetelmää, joka erottaa kanat ja kukot ennen kuoriutumista. Tämä ratkaisee yhden kanatalouden eettisistä ongelmista. Koska munantuotannossa ei kukonpoikia tarvita, ne tapetaan kuoriutumisen jälkeen kaasulla tai silppurilla.

Kalifornian yliopiston ryhmä taas on onnistunut muokkaamaan nautojen perimää niin, että vasikat syntyvät sarvettomina.

Näin vältytään nupouttamiselta, joka tarkoittaa sarvenaiheiden solujen tuhoamista polttamalla. Se aiheuttaa nuorelle eläimelle kaksi kolmannen asteen palovammaa ja kovaa kipua, jota Suomessa useimmiten lievitetään lääkkein.

Kyse on geenieditoinniksi kutsutuista menetelmistä. Niistä tunnetuin Crispr-cas9, jota on sanottu geenisaksiksi. Tällä leikkaa ja liimaa -työkalulla tutkijat voivat katkaista dna-rihman tismalleen siitä, mistä tahtovat, ja leikata geenistä pois emäksiä, lisätä vai vaihtaa niitä.

Näin he muokkaavat eläinten ja kasvien perimää.

”Geenieditoinnissa piilee valtava mahdollisuus lisätä koti­eläintuotannon kestävyyttä sekä edistää eläinten terveyttä ja hyvinvointia”, sanoo geneetikko Alison Van Eenennaam Kalifornian yliopistosta.

Hän näytti helmikuussa Yhdysvaltain tiedeviikolla Bostonissa kuvia kahdesta suloisesta sonnivasikasta, Burista ja Spotigystä. Salillinen kuulijoita tuijotti niiden ohimoita. Siinä mistä sarvenaiheiden pitäisi pilkistää esiin, erottui vain karvaa.

Holstein-vasikat olivat syntyneet sarvettomina, vaikka rodun piirteisiin kuuluvat melko ly­hyet, toisinaan kierot sarvet.

Naudoilla on luonnostaan sarvet, mutta joskus niiden kasvun ehkäisee jompi kumpi kahdesta mutaatiosta niin sanotussa polled-geenissä. Toinen niistä on yleinen lihakarjaroduilla, mutta molemmat ovat harvinaisia lypsylehmillä.

Sarvettomuutta tuottava geenimuoto voitaisiin ujuttaa maailman maitolehmiin perinteisellä jalostuksella, mutta se kestäisi vuosikymmeniä. Siksi myös kustannukset olisivat kohtuuttomat.

Van Eenennaamin ryhmä siirsi nupouden geenin aberdeen angus -rotuiselta lihanaudalta holstein-lypsylehmälle geenieditoinnilla.

Nyt Burin spermalla on keinosiemennetty kuusi lehmää, kaikki sarvipäitä. Ensi syyskuussa syntyy viisi sonnivasikkaa ja yksi tyttö. Niistä odotetaan sarvettomia, koska ominaisuus periytyy dominoivasti.

Miksi nautojen sarvia ylipäätään pitää poistaa?

Eläimet voivat vahingoittaa niillä lajikumppaneitaan tai ihmisiä. Esimerkiksi Britannian vaarallisin suuri eläin on nauta. Sarvien tökkäisyihin kuolee viisi brittiä vuodessa.

Van Eenennaam näkee geeni­editoinnin osana eläinjalostuksen jatkumoa. Se ei korvaa vanhoja menetelmiä, kuten risteyttämistä, keinohedelmöitystä ja alkionsiirtoa, eikä uudempaa genomivalintaa. Siinä määritetään eläimen perimästä mahdollisimman paljon merkkejä, jotka ennustavat vaikkapa terveyttä tai maidontuottoa.

Perinteinen jalostus on on lisännyt lehmien tuottavuutta hurjasti. Yhdysvaltojen maidontuotanto on kasvanut 1,6-kertaiseksi 1940-lukuun verrattuna, vaikka lehmien määrä on pudonnut lähes kolmannekseen.

Se on myös vähentänyt maatalouden ympäristökuormaa. Yhden maitolasillisen aiheuttamat kasvihuonekaasut ovat vähentyneet kolmasosaan 1940-luvulta.

Suomessa holsteinilainen lypsää nykyisin yli 9 000 ja ayrshire-lehmä 8 500 kiloa maitoa vuodessa, kun vaikkapa vuoden 1986 keskituotos oli 4 900 kiloa.

Myös Suomessa lypsykarjan määrä on vähentynyt: vuonna 1986 lehmiä oli 490 000, viime vuonna 275 000.

Perinteisessä jalostuksessa on kuitenkin puutteensa. Se kohdistuu eläimeen kokonaisuutena, ja taudinkestävyyden kaltaisille hyville ominaisuuksille edulliset geenimuodot voivat jäädä valitsematta. Valinta saattaa levittää haitallisia mutaatioita, jos ne sijaitsevat samassa kromosomissa kuin halutut muunnokset.

”Esimerkiksi holsteinilaisilla on peittyvästi periytyvä epämuodostuma. Kun käytetään paljon samoja sonneja, huono geeni voi yleistyä niin, että vasikka saa sen molemmilta vanhemmiltaan, ja vika tulee näkyville”, selittää eläingenomiikan tutkimusprofessori Johanna Vilkki Luonnonvarakeskuksesta.

Geenejä editoimalla jalostajat voivat tehdä hyödyllisiä muutoksia eliöiden perimään ilman, että mukana seuraa jotain, mitä ei tahdota. Sarvet ovat juuri sellainen yhdestä geenistä riippuva ominaisuus, jonka muuttamiseen menetelmä sopii hyvin.

Vilkki nostaa esiin tärkeän tutkimuksen, jossa on myös tehty pieni mutta ratkaiseva muutos. Skotlantilaisen Roslin-instituutin tutkijat ovat vaihtaneet muutamaa emästä yhdessä sian geenissä. He ovat lähellä läpimurtoa: afrikkalaiselle sikarutolle vastustuskykyistä sikaa. Helposti tarttuva tappava tauti leviää parhaillaan Euroopassa.

Geenieditoidut eläimet ja kasvit eivät vielä kuulu minkään lainsäädännön piiriin. Monien tutkijoiden mielestä ne ovat eri asia kuin aiemmat muuntogeeniset eläimet ja kasvit, koska niiden dna:han ei ole pantu mitään vierasta. On ainoastaan tehty muutoksia eliön omiin geeneihin.

Geenitekniikan vastustajat puhuvat silti sarvettomiksi editoiduista lehmistä haukkumanimellä Frankencow, Frankensteinin lehmä.

Osa asiantuntijoistakin suhtautuu geenisaksiin varovasti etenkin silloin, kun niitä käytetään ihmiseen. Helmikuussa ilmestyneessä Human Genome Editing -raportissa 22 tutkijaa eri puolilta maailmaa kehottaa käyttämään Crispr-cas9:ää vain vakavien ja harvinaisten sairauksien parantamiseen.

Yhdysvaltain maatalousvirasto Usda päätti vuosi sitten, ettei geenisaksilla käsitelty herkkusieni tarvitse samanlaista lupamenettelyä kuin muuntogeeniset tuotteet. Kasvipatologi Yinong Yang Pennsylvanian osavaltionyliopistosta sammutti herkkusienen perimästä geenin, eikä sienen malto enää tummu.

Usda on viime vuosina vapauttanut säätelystä myös kolmisenkymmentä muuta geenieditoitua eliötä, eniten kasveja.

Euroopan unionissa geenieditointia tuskin hyväksytään kovin pian. Asian käsittelyä on siirretty kaksi kertaa. Edes aikataulusta ei ole päätetty, kertoo kantasolubiologian dosentti Kirmo Wartiovaara Helsingin yli­opistosta. Hän on Suomen edustaja tieteentekijöiden työryhmässä eli Easacissa, joka pohtii geenimuuntelua virkamiesten ja poliitikkojen avuksi.

Jos EU:n päättäjät määrittelevät geenisakset ja muut perimän editoinnin menetelmät geenimuunteluksi, se tarkoittaa äärimmäisen tiukkoja turvavaatimuksia – ja valvonnan kannalta kinkkistä tilannetta.

Geenieditointi nimittäin tuottaa dna-jaksoja, jotka ovat samanlaisia jo olemassa olevien kanssa. Menetelmällä aikaansaatua perimän muuntelua ei voi erottaa luonnollisesta.

Geenieditoidut tuotteet voidaan kieltää, mutta sitä, onko niitä markkinoilla, ei pystytä valvomaan.

Korjaus 29.3.2017 klo 16.30: Kirmo Wartiovaara kuuluu tiedeyhteisön työryhmään, ei EU:n toimielimeen.

Fakta

Bakteereilta lainattu


 Crispr-cas9 on peräisin bakteereilta. Menetelmä matkii niiden immuuni­puolustusta.

 Kun virus tunkeutuu bakteeriin, bakteeri leikkaa cas9-proteiinilla palan hyökkääjän perimästä ja säilöö sen Crispr-nimiseen paikkaan omassa genomissaan. Seuraavalla kerralla se tunnistaa viruksesta saman kohdan ja nitistää sen pätkäisemällä poikki dna:n.

 Menetelmän julkistivat molekyylibiologit Jennifer Doudna ja Emmanuelle Charpentier vuonna 2012.

 Kaksikko paransi vielä keksintöä muovaamalla kahdesta rna-molekyylistä oppaan, joka ohjaa cas9-proteiinin oikeaan paikkaan.

 Tuloksena oli helppo, tehokas ja halpa menetelmä. Nyt se on käytössä biotekniikan laboratorioissa ympäri maailmaa. Keksijöille on ennustettu Nobelia.

    Seuraa uutisia tästä aiheesta

  • Tiede
  • Arja Kivipelto

Kommentit

    Ei vielä kommentteja. Kirjoita ensimmäinen.

    Näytä lisää
    Luetuimmat
    1. 1

      Mies perusti terrorismia ja suvakkeja vastustavan kansanliikkeen, päätyi vahingossa vastustamaan sukkia – some täyttyi sukkakuvista

    2. 2

      Joukko turvapaikan­hakijoita aikoo ylittää rajan Suomesta Ruotsiin mielen­ilmauksena kohtelulleen

    3. 3

      Heti ulos Britanniasta! Suomalaistutkija sai käskyn muuttaa maasta kuukauden sisällä, vaikka on töissä, maksaa veroja ja on naimisissa brittimiehen kanssa

    4. 4

      Antti Rinne, 54, kehottaa suomalaisia ”synnytystalkoisiin” – sanavalinta tyrmistyttää ja hävettää demareitakin

    5. 5

      Britannia perui yllättäen suomalais­tutkijan häädön maasta – ministeriö jopa soitti perään ja ”pyysi anteeksi vuolaasti”

    6. 6

      Helsinki lisäämässä merkittävästi paperittomien maahan­muuttajien palveluita – ”Haluamme tietää, keitä kaduillamme liikkuu”

    7. 7

      Moni lapsi saa vahingossa trendikkään nimen – Katso nimet, joiden suosio on nyt kasvussa

    8. 8

      Mira, 21, sai unelmalomalta ESBL-superbakteerin, joka on lähes kaikille antibiooteille vastustuskykyinen – ”Jatkuvat kivut saivat minut miettimään vakavissani, kuolenko tähän”

    9. 9

      Mikä nimeksi lapselle? Löydä HS:n vauvannimikoneella sinun ja kumppanisi yhteiset nimisuosikit

    10. 10

      16-vuotias somalityttö pahoinpideltiin kotirapussa, parturi uhattiin tappaa – maahanmuuttajat kertovat, että täysin sivullisia uhkaillaan nyt väkivallalla Turun tapahtumien vuoksi

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Heti ulos Britanniasta! Suomalaistutkija sai käskyn muuttaa maasta kuukauden sisällä, vaikka on töissä, maksaa veroja ja on naimisissa brittimiehen kanssa

    2. 2

      16-vuotias somalityttö pahoinpideltiin kotirapussa, parturi uhattiin tappaa – maahanmuuttajat kertovat, että täysin sivullisia uhkaillaan nyt väkivallalla Turun tapahtumien vuoksi

    3. 3

      Moni lapsi saa vahingossa trendikkään nimen – Katso nimet, joiden suosio on nyt kasvussa

    4. 4

      Mira, 21, sai unelmalomalta ESBL-superbakteerin, joka on lähes kaikille antibiooteille vastustuskykyinen – ”Jatkuvat kivut saivat minut miettimään vakavissani, kuolenko tähän”

    5. 5

      Tanskan poliisi: sukellusveneestä löytyi paljon toimittaja Kim Wallin verta, merestä löydetty naisen ruumis on Kim Wallin

    6. 6

      Mies perusti terrorismia ja suvakkeja vastustavan kansanliikkeen, päätyi vahingossa vastustamaan sukkia – some täyttyi sukkakuvista

    7. 7

      Antti Rinne, 54, kehottaa suomalaisia ”synnytystalkoisiin” – sanavalinta tyrmistyttää ja hävettää demareitakin

    8. 8

      Mikä nimeksi lapselle? Löydä HS:n vauvannimikoneella sinun ja kumppanisi yhteiset nimisuosikit

    9. 9

      Joukko turvapaikan­hakijoita aikoo ylittää rajan Suomesta Ruotsiin mielen­ilmauksena kohtelulleen

    10. 10

      Afganistaniin heinäkuussa pakkopalautettu Zaki Hussaini lensi takaisin Suomeen – tukiryhmä auttoi oleskeluluvassa ja maksoi lennot

    11. Näytä lisää
    1. 1

      Turun puukotuksia tutkitaan myös terrorismina – epäillyn henkilöllisyyttä varmistetaan sormenjälki- ja dna-tutkimuksilla

    2. 2

      Hussein al-Taeen ystävä meni estämään Turun puukkohyökkääjää ja sai itse puukosta monta kertaa – ”Ei voinut katsoa sivusta”

    3. 3

      Tukholmalaisturisti yritti pelastaa naisen hengen Turussa ja joutui itse sairaalaan – turkulainen Elina Rauhala näki tapauksen

    4. 4

      Tämä Turun puukotuksista tiedetään nyt: Terroriteosta epäillään kuuden marokkolaisen ryhmää – Supo: pääepäillyn profiili viittaa radikaali-islamistiseen terrorismiin

    5. 5

      Poliisi tutkii Vantaalla ilmoitettua maahanmuuttajataustaisen miehen puukotusta – Uhrin mukaan epäilty puukottaja kysyi, onko uhri muslimi

    6. 6

      Heti ulos Britanniasta! Suomalaistutkija sai käskyn muuttaa maasta kuukauden sisällä, vaikka on töissä, maksaa veroja ja on naimisissa brittimiehen kanssa

    7. 7

      Osaa 1970- ja 1980-lukujen rivitaloista ei kannata korjata, koska ne ovat täynnä ongelmia – ”Olemme melkoisen pommin edessä”

    8. 8

      Kasper Hannula viritti ovelan ansan pyörävarkaalle – poliisi oli mukana juonessa, ja väijytyksessä vastassa oli ”tavallisen oloinen suomalainen mies”

    9. 9

      Pentti Linkola: Rajat pitäisi sulkea ja kehitysapu lakkauttaa

    10. 10

      Yhteenveto Espanjan terrori-iskuista: Ainakin 14 kuoli Barcelonaan tehdyssä iskussa – uhrien joukossa ei suomalaisia, kertovat Espanjan viranomaiset

    11. Näytä lisää