Horisondi logo
<< | Arhiiv | Erinumbrid | Lingid | Tellimine | Impressum | e-post
Horisont 1/2000
DOKTOR KARIS ÜHENDAB ROHELIST JA VALGET BIOLOOGIAT
Professor Alar Karise intervjuu HORISONDILE

   Muudetud pärilikkusega loomad on kümnekonna aastaga muutunud molekulaarbioloogidele asendamatuks. Teie olete neid oma uurimistöös palju kasutanud. Mida nad teadusele annavad?

   Jah, transgeenseid hiiri on valmistatud 1980. aastate lõpust alates ja algul hakati neid looma ikkagi süvateaduslike probleemide lahendamiseks. Loomade pärilikkust võib muuta põhimõtteliselt kahel erineval viisil – kas võõraid geene sisse tuues või olemasolevaid välja lülitades. Esimesel puhul on tegu rangelt võttes transgeensete organismide loomisega, teisel juhul aga saame nn. knock out loomad.

   Praeguseks me oleme jõudnud juba nn. postgenoomse ajastu piirile. Mitmete organismide geenijärjestus on teada ning kohe-kohe võime sedasama ütelda ka inimese genoomi kohta. See on aga alles algus. Geenide järjestus iseenesest ei ütle meile veel kuigi palju, oluliselt tähtsam on välja uurida nende funktsioon, mida me saame teha just tänu muudetud pärilikkusega organismidele. Võib ju küsida, et miks me ei uuri geenide avaldumist puhtalt katseklaasis, in vitro? Seda tehaksegi, ent kunstlik süsteem jääb ikkagi kunstlikuks ning mingi geeni toimimist kogu täiuslikkuses saame siiski jälgida vaid terviklikus organismis, milleks ongi siis kasutusel muudetud pärilikkusega loomad ja ka taimed.

   Nii, et muudetud pärilikkusega organismid on tänapäeval eelkõige ikkagi katsevahendiks?

   Nad on teatud mõttes nagu vahelüliks teaduse ja biotehnoloogiatööstuse vahel. Viimasel ajal rahastatakse peamiselt biomeditsiini ja farmaatsiatööstuse arenguga seotud uuringuid. Viimased aga vajavad tihti üsna tugevat alusteaduslikku vundamenti. Muudetud pärilikkusega loomad on kasutusel geenide funktsiooni väljaselgitamisel, mis on tegelikult ju fundamentaalne probleem. Samal ajal on nad aga asendamatud ka konkreetsete preparaatide katsetamisel. Meil on võimalik juba väga paljusid haigusi hiirel modelleerida ning ravivõtteid nende loomade peal katsetada. Inimeste peal sedasama teha oleks mõeldamatu.

   Farmaatsiatööstus loodab muudetud pärilikkusega loomade baasil ka otsest tootmist käivitada. Sellisel puhul oleksid n.-ö. bioreaktorina kasutusel juba suuremad loomad, kes toodavad mingit konkreetset valku, mis eraldub näiteks nende piima koosseisus, kust seda saab välja puhastada. Sääraseid "kulda lüpsvaid" kitsi ja lambaid on juba loodud. Ja veel on geenidega manipuleerides võimalik panna näiteks lehm lüpsma senisest oluliselt täisväärtuslikumat piima. Näiteks on inimesi, kes ei kannata piimas leiduvat laktoosi ning nende tarbeks võiksid olla konstrueeritud lehmad, kes lüpsavad laktoosivaba piima. Ka oleks põhimõtteliselt võimalik muuta lehmapiima "inimlikumaks" nii, et see sisaldab just neid valke, mida näiteks inimlaps kõige enam vajab.

   Mis teeb muudetud pärilikkusega organismid nii tohutult kalliks? On ju tegelikult raske mõista, miks mingi hiirekene maksab ühtäkki sama palju kui uhiuus tänapäevane sõiduauto.

   Transgeensete ja knock out hiireliinide loomine on väga töömahukas tegevus, mis nõuab ülikallist aparatuuri ning eriti hea ettevalmistusega spetsialiste, keda pole sugugi lihtne leida ning koolitada. Uue transgeense hiireliini korral kulub meid huvitava geeni väljaotsimisele, eraldamisele ja hiirtesse viimisele poolteist kuni kaks aastat. Aeganõudev on ka knock out hiirte valmistamine, sest väljalülitatava geeni leidmine pole sugugi lihtne ega kerge ülesanne.

   Väga kallid on ka vivaariumid, kus neid hinnalisi loomakesi peetakse. Seal peavad valitsema väga rangelt kontrollitavad ning püsivad tingimused, et näiteks haigused ligi ei pääseks. Ainuüksi autoklaavid, mida kasutatakse vivaariumitarvete ja loomade toidu steriliseerimiseks, maksavad näiteks üle miljoni krooni igaüks. See kõik teeb need loomad väga kalliks, kusjuures mingi keskklassi sõiduauto hind on alles hiireliini omahinnaks.

   Mida teeb uurija, kui ta kavatseb näiteks asuda välja selgitama mingit teatud inimese vähivormi tekkemehhanismi ning kavatseb selleks kasutada muudetud pärilikkusega hiiri. Hiire geenijärjestus on teatavasti välja selgitatud ning uurija käsutuses on nn. hiire geeniraamatukogu. Mismoodi ta tööle hakkab?

   Tavaliselt on meil ikka mingi eelaimdus, varasemale kogemusele tuginev teadmine, et see geen võib seal DNA piirkonnas asuda. Õigupoolest hiireliini valmistamiseks polegi meil vaja teada, kus piirkonnas meid huvitav geen paikneb, vaid geeniraamatukogust eraldatakse reaaalne DNA, mis lõpuks on meil katseklaasis. Geenide püüdmiseks geeniraamatukogust on tänapäeval palju väga efektiivseid märkimismeetodeid, nii et vajaliku geenini jõuame suhteliselt kiiresti. Me peame DNA lahti harutama ja tarviliku lõigu sealt eraldama. Edasi võime vastavalt vajadusele lisada sellele geenile mingi regulaatorpiirkonna, mis suunab geeni tegevuse mujale või blokeerib selle hoopiski. Tänapäeval suudame reguleerida geenide avaldumise aega ja ka kohta organismis.

   Kas me võime ütelda, et põhimõtteliselt teame kuidas geen töötab?

   Jah, sellest on suhteliselt palju teada. Me tunneme geeni regulaatorelemente ning oskame luua geeniregulatsiooni lihtsustatud mudeleid. Nüüdseks on aga selgeks saanud, et nende regulaatorelementide tegevust kontrollivad veel erilised valgud, mis aeg-ajalt "istuvad neile selga" ja korraldavad geenide avaldumist. Et sääraseid valke võib olla terve kobar ning nende aktiivsus muutub ajas kogu aeg, on väga raske luua selget pilti kogu sellest n.-ö. teisesest kontrollimehhanismist.

   Niisiis, me teame, kuidas geen põhimõtteliselt töötab, ei tunne aga veel kuigi hästi geenitegevuse regulatsiooni?

   Jah. Geenide tegevus on nimelt veel ka hierarhiline. Organismi arengu käigus lülitatakse kogu aeg geene sissevälja. Ühed geenid lõpetavad tegevuse, teised alustavad, kusjuures üks geen võib käivitada või peatada teise geeni toimimise. Teame, et regulatsioon toimub säärasel viisil, selle konkreetset mehhanismi me aga enamikul puhkudel ei tea.

   Millised geeniregulatsiooni probleemid on tänapäeva maailmateaduses kõige teravamalt esil?

   Siin ei saagi mingit konkreetset probleemi piiritleda. Väga palju uuritakse DNAs sisalduva informatsiooni ümberkirjutamist RNA molekulidesse, transkriptsiooni. See on äärmiselt huvitav. Uuritakse ka rakkude etteprogrammeeritud surma, apoptoosi. Apoptoos puudutab ju peaaegu kõiki organismi rakke, teatud hetkel surmavad rakud end ise. Kuidas täpselt ja miks? Seda me veel ei tea. Väga pingsalt uuritakse ka vähirakkude arengu regulatsioonimehhanisme.

   Hiir on olnud geeniuurijatele põhiline mudelloom. Kas ta jääb ka edaspidi selleks või suudavad koekultuurid kunagi hiiri täielikult asendada?

   Koekultuure kasutatakse küll järjest laiemalt. Kui me oleme valmistanud mõne transgeense hiire, siis hiljem saab juba katseid jätkata näiteks tema rakkudel. Viimaseid võib väga kaua säilitada ning nendel kõikvõimalikke uurijaid huvitavaid manipulatsioone korraldada. Teine suund seondub embrüonaalsete tüvirakkudega, viimased annavad väga palju uusi võimalusi.

   Mis need tüvirakud on?

   Need on väga varajases arengujärgus olevast lootest, blastotsüstist, võetud sisemise rakumassi rakud. Neid saab sealt eraldada, viia koekultuuri ning hoida ja paljundada nõnda, et nad ei hakka diferentseeruma, milleks neil on tõsine kalduvus. Need rakud on totipotentsed, see tähendab, et kõik organismi rakud pärinevad nendest. Nendest võib saada ka nn. idurakke, sugurakkude eellasi. Seega on tüvirakkude näol võimalik säilitada organismi kogu tema arengupotentsiaali täiuses. Lõputult neid kultuuris hoida aga ei saa, viimaks hakkavad nad ikkagi diferentseeruma.

   Seega võiksid just tüvirakkude kultuurid olla hiirte asendajaks. Ent kui kauaks säilib vajadus katsetada näiteks kõrgemate ahvidega?

   Minu meelest on see valuläve küsimus. Primaadid on ju meile tegelikult väga lähedased, ent katseid nendega paraku ikkagi tehakse. Tihti on need üpriski võikad. Ma jätsin siin enne puudutamata ühe geenitehnoloogilise suuna, nn. ksenoplantatsiooni – teistelt loomadelt pärit elundite siirdamise inimesele. See käib nõnda, et sea või ahvi elundeid üritatakse juba nende loomade kehas inimesele vastuvõetavamaks muuta ning hiljem siirdatakse abivajajatele. Inglismaal tegeleb sellega biotehnoloogiafirma Imutran, kes teeb katseid ka primaatidega ning on Euroopas sellel alal kõige kaugemale jõudnud. Siin on aga ikkagi küsimus valuläves.

   Tegelikult on ka rott väga hea mudel, eriti neurobioloogidele. Temal pole aga geenide ümbertõstmine nii hästi välja arendatud kui hiirel. Rott on tark loom ning sobib eriti hästi kõikvõimalike närvihaiguste uurimise mudeliks. Loomulikult seondub katseloomade kasutamisega hulga eetilisi probleeme. Kes ikkagi annab meile siin ilmas õiguse teisi elusolendeid oma huvides tohutul hulgal tappa? Paraku on aga asjad nõnda, et seni kuni oled terve ja sinu lähedased on terved, oled ehk valmis võitlema laboriloomade õiguste nimel. Kui aga sind ennast või kedagi omastest tabab raske haigus, mille ravi oleneb just neistsamadest loomkatsetest, muudad tõenäoselt oma seisukohti. Säärane on juba kord inimloomusele omane lähenemine paljudele probleemidele.

   Kas teadlaskonna sees on valdav suhtumine, et meil pole õigust jumalat mängida?

   See on tegelikult tänapäeva teaduses üks olulisi küsimusi. Näiteks on keelatud katsete tegemine inimese tüvirakkudega. Samal ajal pole aga kahtlust, et neid kusagil juba tehakse. Keegi ikka proovib. Igasuguste suurte avastustega on paraku nõnda, et nende kasutamist pole võimalik tagasi hoida. Kogu inimkonna ajalugu demonstreerib seda meile selgelt. Ühe või teise uuenduse kasutuselevõttu saab küll pidurdada, tagasikäiku anda aga ei saa. Seega jääb meil vaid üle hoida tegevust kontrolli all. Ohtusid on aga väga palju. Me oleme võimelised pärilikkusainet juba väga tugevalt muutma. Kui me töötame keharakkudega, võime vigastada ainult ühe põlvkonna, olgu tegu siis hiirte või inimestega, esindajaid. Kui aga viime muutuse iduliini pidi edasi, oleme me võtnud endale vastutuse juba tulevaste põlvkondade ees. Nende saatus sõltub meie otsustest. Seepärast peame väga palju teadma, kui tahame näiteks Parkinsoni tõbe ravida. Kui siirdame selleks vaid ühe geeni, siis peame olema veendunud, et see geen täidab vaid seda ühte, meid huvitavat funktsiooni. Kohutav, kui hiljem selgub, et tollel geenion ka lisafunktsioone, mis võivad käivitada organismis mingi viitsütikuga pommi. Igasugune elusorganism on väga keeruline. Hiljuti rääkisime, et inimeseon 100 000 geeni, nüüd kõneleme juba 150 000st. Ning sugugi pole nii, et igal geenil on vaid üks ülesanne skeemi järgi, üks geen – üks haigus, üks geen – üks tunnus. Geenikogum on tegelikult meeletult keeruline, ning nagu juba öeldud, me teame väga vähe selle masinavärgi toimimisest ja kontrollimehhanismidest.

   Siiski on näha teadlaste juures väikest joovastust oma jõust ja võimsusest. Nii mõnigi leiab, et juba lähiajal hakkame me pärilikkust kontrollima.

   Mina kipun olema vastasleeri esindaja. Joovastus võib tõesti kergesti tekkida. Nii palju, kui on erinevaid inimesi, on ka erinevaid teadlasi. Ma arvan, et tuleb olla siiski äärmiselt ettevaatlik. Jah, tehnoloogiliselt oleme võimelised tegema juba praegu väga palju. Aga ainult puhttehnoloogiliselt. Küllap suudame õige varsti luua näiteks transgeenseid inimesi, aga jällegi ainult tehnoloogiliselt. Näiteks võiks keegi kusagil valmistada kurikuulsaid disainbeebisid. Minu meelest ei tea me geenidest aga veel ligilähedaseltki nii palju, et võiksime endale seda lubada. Kui lasta mustadel mõtetel sel teemal lennata, jõuame kiiresti košmaarideni välja.

   Läänemaailmas on kontrollimehhanism teaduse üle usutavasti siiski väga hästi paigas.

   Seda küll, ent teadlased on ikkagi inimesed. Näiteks pole paraku haruldane, kui mõni teadlane kas tahtlikult või tahtmatult, esitab valeandmeid. Seda tingib meeletu konkurents. Sa pead kohutavalt pingutama, et oma eksistentsi õigustada. Tempo on tihti nii kiire, et pole aega oma tulemusi korralikult kontrollida ning ka lahti mõtestada. Kui sa teed katse ja see rahuldab sinu hüpoteesi, pole enam aega järele mõtelda. Säärane tormamine võib aga viia äraarvamatute tulemusteni. Joovastuse ilminguteks on ka kõikvõimalikud tsirkusliku sisuga üritused, nagu näiteks kukkurhundi või mammuti taasloomine. Selle peale kulub meeletult raha ja tõenäoselt õnnestubki hirmsa vaevanägemisega too mammut lõpuks valmis teha. Mis temaga aga peale hakata? Lõbustuspargis rahvale raha eest näidata? Kui just tingimata peab, siis võiks ehk teha mingi transgeense elevandi, talle karvad selga manipuleerida ja kõik. Igal juhul oleks see palju odavam.

   Ehk sobiks see idee mammutiprojektiga konkureerivale firmale?

   Jah, miks mitte. Niisiis, tehakse teadlaste eestvõttel igasuguseid asju – mõttekaid, vähemõttekaid ja paraku ka mõttetuid.

   Kõigest hoolimata pole võimalik arengut peatada.

   Tegelikult on mul tunne, et väga paljud teadlased tahaks ka ise, et see tormakas areng oleks aeglasem.

   Kas midagi on teaduse olemuses muutunud?

   Kättesaadava info hulk on kasvanud meeletult, sealhulgas ka mittevajaliku info hulk. Ühelt poolt on järjest raskem teha vahet olulise ja ebaolulise vahel. Teisalt saad sa kõik, mis sind huvitab, kohe kätte ning võid seda järgmisel hetkel oma huvides kasutada. Nõukogude ajal käisime Moskvas kord aastas Lenini-raamatukogus uurimas, et mis laias maailmas ka tehtud on. Praegune tempo aga nõuab kogu aeg ümberorienteerumist. Mõte peab väga paindlik olema. Sa sured lihtsalt välja, kui tempoga kaasa ei lähe. Vahel õnnestub leida endale väike nišš, kus saad veidi aega rahulikult omaette töötada. Varsti aga lendab sinna n.-ö. terve maailm peale ning jälle läheb kuumaks.

   Ma kardan, et me väsime ära.

   Milline avastus võiks geeniteadusele veelgi suurema kiirenduse anda?

   Kui ma teaksin! Võiksin Nobeli preemiale kandideerida. Tavaliselt on teadlane mingis oma asjas kinni ja kõik suured avastused tulevad pooljuhuslikult eri valdkondade piirimailt.

   Kas mingeid paisukohtasid ei tundu siis olevat, kuhu kõigi mõtted ikka ja jälle suunduvad?

   Neid on tõesti, kuid nad jäävad reeglina iga teadlase oma tegevusvaldkonna sisse ning nende lahendus ei too vältimatult kaasa suuri pöördeid. Näiteks köidab mind järjest enam võimaluste otsimine, kuidas rakendada geenitehnoloogilisi meetodeid loodusliku mitmekesisuse uurimiseks. Siinkohal tahaksin mainida, et inimene kipub loodusliku mitmekesisuse säilitamise all enamasti mõtlema mingite sümbolloomade, nagu suur panda, kaitset. Looduse seisukohalt on aga paljud toredad ja armsad ohustatud elukad hoopiski marginaalid, palju määravam osa ökosüsteemides võib olla näiteks selgrootutel, kas või pinnaseussidel.

   Te ise olete TÜ erizooloogia professor. Kuidas te oma huvideringi piiritlete?

   Ma olen kümmekond aastat tegelenud geeni funktsiooni regulatsiooniga organismi tasandil. Teine suund, mis mind praegu veetleb, ongi nüüdisaegsete molekulaarbioloogia meetodite rakendamine loodusliku mitmekesisuse uuringutel. Praegu oleme näiteks käsile võtnud Eesti pruunkaru. Uurime karu bioloogiat molekulaarbioloogia võtetega. Selle projekti eestvedajad on Urmas Saarma ja Harri Valdmann.

   Pruunkaru on Euroopas häviv liik. Eestis on neid küllalt palju, nende täpset arvu me aga ei tea. Jahimehed näiteks ütlevad, et neid on piisavalt palju, et pakkuda Baieri sakslastele võimalust siin jahil käia ja meile raha tuua. Karude arvu saab aga küllaltki täpselt välja selgitada DNA näidete järgi. Viimaseid saab isegi väljaheidetest. DNA on teatavasti väga individuaalne. Me kasutame ka peibutisi. Paneme metsa roiskuvat liha, mis meelitab karu ligi ning söögikohalt leitud karvatuustide põhjal saab välja selgitada n.-ö. karu isiku. Karvadest eraldatud DNA näitab, kes on kes. Need uurimised heidavad valgust ka karude sigimisbioloogia kohta.

   Doktorant Mart Jüssi on alustamas hüljeste uurimist moodsaid meetodeid kasutades. Näiteks aitab DNA võrdlemine välja selgitada, kas hülgekoloonia äärealal paiknevad emasloomad käivad naaberkoloonia isaste juures.

   Molekulaarne ökoloogia pakub väga palju uusi võimalusi. Zooloogid tavaliselt ei pööra tähelepanu sellele, mida meie saame neile pakkuda. Praegu on paraku nii, et tuleb siia kusagilt välismaalt teadlane, võtab meie inimeste poolt meie loodusest kogutud proovide näidised, analüüsib neid oma kodumaal ja avaldab ühel kenal päeval artikli, kus käsitleb ka Eestit, viitamata ühelegi siinsele uurijale ning jättes tavaliselt tänugi avaldamata. Me suudaksime seda kõike ka ise oma jõududega teha. Roheline bioloogia peaks tõsiselt mõtlema, kuidas koostöö nn. valge kitli bioloogiaga võiks mõlemaid edasi aidata. Meil on see koostöö alles algusjärgus.

   Kuidas on Teie meelest lugu Eesti teaduse elujõuga?

   Teadlased nurisevad kõikjal maailmas. Olukord Eestis on aga siiski stabiliseerunud. Toimib mingi rahajaotamise süsteem, mis jõuab teadlasteni. Kahjuks on kuidagi vaeslapse osas noored teadlased, kelle jaoks pole eraldi rahataotlemisvõimalusi. N.-ö. vanad tugevad tegijad haaravad kõik endale.

   Eks seegi ole ju paranemise märk, et Teie naasite Hollandist kodumaale tagasi.

   Mul oli õnne ning leiti nn. maabumisraha. Tegelikult olen ma ka kärsitu ja viis aastat on piisavalt pikk aeg, et ühe koha peal olla. See aeg sai mul täis ja ma huvitusin muudest võimalustest ning Eestist tuligi pakkumine. Ma sain jätkata seda teadust, mida olin teinud. Minu arust tuleks sellist maandumisraha rohkem pakkuda, kas või stipendiumide näol. Et mujalt maailmast tulijad võiksid seda taotleda eelkõige oma teadustöö jätkamiseks.

   Tegelikult ei tahtnud ma ka väga kauaks kodunt ära jääda. Niigi oli mul tagasi tulles juba kohanemisraskusi. Eriti ärritas tihti kuuldud väljend "meil Eestis nii ei saa". Ma mõtlesin siis, et mis imeriik see Eesti on, et siin ei saa ühte ja teist asja nõnda mõistlikult korraldada, nagu see mujal maailmas käib. Mind häirib mõnikord ka komme väikseid saavutusi suureks puhuda. Mingi artikkel kusagil väärikas ajakirjas, mida üldiselt tähistatakse näiteks šampanjapudeliga laboris, võib Eestis anda mõnelgi puhul aastateks alust oma tähtsuse rõhutamiseks ning pidevaks hooplemiseks.

   Te loete Tartu Ülikoolis molekulaarset arengubioloogiat ja molekulaarset süstemaatikat. Kas on midagi, mis paneb Teid alma materi professorina muretsema?

   Ma leian, et ülikool on eelkõige üldhariduse kants. Mulle ei meeldi selline amerikaniseerumine, eriti tehnoloogilistel aladel, et igaüks teab kitsalt vaid mingit oma lõiku ning ei tunne maailma asjade vastu suurt huvi. Minu arust peaks tudeng saama rohkem maailmapilti kosutavat filosoofiat ning muid pilku avardavaid aineid, et ta oskaks rohkem ise mõtelda ja toimuva kohta ka küsimusi esitada. Ma tunnengi oma loengutes puudust kaasamõtlemisest. Eks ole ju loeng selleks, et inimesi mõtlema panna. See pole üksnes info hankimise paik.

   Ülikool peab muutma inimese arenemisvõimeliseks. Mingid teatud tehnoloogilised oskused vananevad tänapäeva maailmas mõne aastaga.

   Mis on Teid ennast teaduses hoidnud?

   Eks see ole ikka vabadus. Vabadus tegeleda sellega, mis sind huvitab. Akadeemilist vabadust mujalt kui ülikoolide juurest ja teadusest ei leia. Mina ei oska end raamidesse suruda. Ja siis muidugi ka uudishimu. Teadus kasutab just sellist mõtteviisi, mis sobib mulle kõige paremini. Need probleemid, millega me siin Tartus tegeleme, on ju kõik väga huvitavad.

   INDREK ROHTMETS

Pildid:

Viimati uuendatud 6. juuni 2003