Kuigi äädikakärbse sugulasliike elab maailmas tuhandeid, uurivad teadlased vaid ühte neist. Liigist ladinakeelse nimega Drosophila melanogaster on kujundatud ülemaailmne standard, mille geene hoitakse pankades ja liine vahetatakse.

Ajurünnak äädikakärbsele

Tema abil sai kaardistatud organismi arengut juhtiv geneetiline ja molekulaarne võrgustik. 1980. aastate alul arvati, et äädikakärbse mutantide kehamoondused on eriomased vaid kärbsele. Läbimurre tuli 1984. aastal, mil avastati äädikakärbse homeobox’i nimeline DNA piirkond, kus paiknevad geenid, mis määravad keha kuju. Neis “homeootilistes” geenides toimunud mutatsioonid põhjustavad kehaosade üksteiseks muundumist. Jalg kasvab sinna, kus peaksid olema tundlad, kahe tiiva asemel kasvab neli. See järjestus leiti tegevat sama tööd hiirtel ja inimestel.

Teadlasi hämmastas, et selline tilluke putukas arendab oma keha samade reeglite kohaselt nagu meiegi. Kibekähku ja üksteise võidu asuti jahtima Drosophila üha uusi ja uusi geene. Sajandi algul avastati kärbeste abil molekulaarsed kaskaadid, mis juhivad signaali raku pinnalt raku tuuma, kus see võib raku saatust muuta.

Äädikakärbes on suurt osa mänginud ka immuunsüsteemi molekulaarse mehhanismi uurimisel. Nii avastati molekulaarsed rajad, mis tunnevad ära ja võitlevad nakkustega, mida tekitavad bakterid, millega pole organism enne kokku puutunud. Selgus, et samadel molekulidel on samalaadne osa ka inimorganismis. See selgitab ka sisemise immuunsuse teket.

Mida suudab Drosophila veel pakkuda? Talt oodatakse seda kõige ülimat – teadmist, kuidas aju töötab. Äädikakärbsel on suhteliselt lihtne aju, mis kontrollib samas keerulist käitumist. Selle uurimine võib tuua selgust, kuidas keerulised närvirakkude ahelad ajus käitumist vahendavad. Asjaga tegeleb suhteliselt hiljuti tekkinud teadusharu neurogeneetika, mis ühendab endas neurobioloogia ja geneetika. Mutantsete loomade tekitamise ja uurimise kaudu saab jälile, kuidas geenid funktsioneerivad, et tekiks normaalne aju ja sellega seotud käitumine.

Rändavad geenid

Esimene äädikakärbse genoom järjestati 2003. aastal. Praeguseks on ühendus Drosophila 12 Genome Consortium järjestanud juba 12 äädikakärbse liigi genoomid. Nõnda on see perekond looma- ja taimeriigist geneetiliselt kõige paremini kirjeldatud perekond. Ning sellest võib välja kasvada uusi teadmisi looduse evolutsioonist.

“Drosophila uurimine õitseb ja peaks vastama meie lootustele veel palju aastakümneid,” arvab New Yorgi ülikooli teadlane Claude Desplan 8. novembril ajakirjas Nature.

Praeguseks on järjestatud üle 20 selgroogsete genoomi. Järjestamise hind üha alaneb ja tehnoloogia muutub võimsamaks, nii et genoome tuleb aina juurde ning uutest andmetest tulemusi välja sõeluda on järjest keerulisem. Kuid järjestada tuleb. Sest vaid lähedaste liikide genoomide võrdlemisel saab välja selgitada, mis geenid on evolutsiooni käigus ringi rännanud genoomi ühest piirkonnast teise. Ning kuidas need on seeläbi muutunud. Võib-olla saadakse siis jälile, miks eri liikide esindajad erinevad üksteisest just nõndaviisi, nagu nad erinevad.

Kuid geenide avaldumise mõistatusele pole lihtne jälile saada. Kui järjestati hiire genoom, loodeti, et sellest peilitakse välja, millised inimgenoomi osad on evolutsiooni miljonite aastate jooksul muutumatuks jäänud.  See aga osutus ootamatult raskeks.

Valgud, mis juhivad geenide avaldumist, seonduvad väikeste DNA-järjestuste motiivide külge, mis võivad olla vaid kümne nukleotiidi pikkused. Selliseid aga võib tekkida ka juhuslikult.

Kõige kuulsam teadusloom

•• Äädikakärbeste liigid on väliselt üksteisest hämmastavalt erinevad. Nii on üks eksootiline Hawaii liik teistest sada korda raskem. Ja geneetiliselt sama kaugel kui inimene sisalikust.

•• Liigist ladinakeelse nimega “Drosophila melanogaster” on kujundatud ülemaailmne standard, mille kohta kogutakse infot suurtesse arvutipankadesse nii Euroopas kui ka Ameerikas.

•• Sellega alustas 1933. aastal Nobeli preemia saanud Thomas Hunt Morgan ülemöödunud sajandi algul oma geneetilisi katseid. 1995. aastal said äädikakärbse loote uurimise eest Nobeli preemia Edward B. Lewis, Christiane Nüsslein-Volhard ja Eric F. Wieschaus, kes uurisid välja, kuidas moodustub keha üldplaan loote varases arengustaadiumis ning kuidas geenid kontrollivad kehasegmentide kujunemist elunditeks.

•• 1960. aastatel näitas Seymour Benzeri labor, et äädikakärbseid saab muteerida nõnda, et tekivad isendid, kel on unetus, õpiraskused ja homoseksuaalsed kalduvused.

•• Nüüdseks on järjestatud 12 äädikakärbse liigi genoomid. Eesmärgiks on neid lähedasi liike omavahel võrreldes leida, kuidas on kulgenud evolutsioon ja millised geenid määravad liikidevahelised erinevused nii väliskujus kui ka käitumises.

•• Geneetikutele teeb äädikakärbse sobilikuks selle kiire paljunemine ja lihtne pidamine. Nad söövad näiteks banaani ja vastsed saavad täiskasvanuks nädalaga.

•• Stalinlikul Nõukogudemaal muutus see pealtnäha süüta loomake relvaks kogu geneetika ja kõigi geneetikute vastu. “Samal ajal, mil röövkallaletungijate vastu võideldes langeb rindel tuhandeid patrioote, uurivad nemad mingit kärbest,” kõlas Teise maailmasõja ajal süüdistus, millest piisas, et geneetikuid Siberisse saata või isegi hukata.