Baseli geenikütid muugivad immuunsüsteemi

Instituudi direktor, auväärse kogu ja kindla pilguga immunoloog Fritz Melchers tervitab mind oma kabinetis sõnadega: "Meie instituut on maailmas ainulaadne ning tegutseb Prantsuse revolutsiooni vaimus: "Vabadus, võrdsus, vendlus!" Ükski teadlane ei allu kellelegi!" Vaatab siis otsa ja lükkab mulle ette kuhja teadusartikleid, milles instituudi liikmed on viimaste aastate jooksul paljastanud organismide immuunsüsteemi saladusi.

Ravimitööstuse kants

Prantsuse revolutsioonist pole 500 aasta jooksul vaid Napoleoni sõda näinud Baselis küll liig kõnelda. Just siin, prantsuse, saksa ja itaalia kultuuride puutealal on üks Euroopa ravimitootmise südameid. Hiigelfirmad Sandoz, Novartis ja Hoffmann-La Roche on palganud hiigelarmeed lipsustatud ärijuhte ja T-särgistatud teadlasi, kes kõik kokku kihavad selle nimel, et iga nädal oleks maailmas jälle mõni ravim juures. Suuresti tänu neile enamjaolt geeniküttimisega tegelevatele asjameestele on Tallinna suurune Basel selline linn, kus kümnetest ja kümnetest trammi-, trolli- ja bussiliinidest koosneva kommunaaltranspordiga on mugavam sõita kui taksoga ning tänaval joodud tassi kohvi eest saaks Tallinnas tubli lõunasöögi.

Üks maailmafirmadest Hoffmann-La Roche, mis on Baseli Saksa-poolsesse ossa kvartalite kaupa ehitanud tootmishooneid, laboreid ja kontoreid täis pikitud maju, on Baseli Immunoloogiainstituudi ainus rahastaja. Melchersi sõnul annab firma instituudi 50 teadlasele, keda demokraatia mõttes liikmeteks kutsutakse, täieliku vabaduse teha, mis eales pähe tuleb. Ning kui midagi pähe tuleb, siis abistab iga liiget üks ihutehnik ja trobikond raamatukogudes, loomamajades ning radioloogialaborites sebivaid abilisi. Ja esmapilgul hõlmamatu arv laboriseadmeid.

Instituudi aastaeelarve on 35 miljonit Shveitsi franki, mis krooniarve saamiseks tuleb kümnega korrutada, et tõdeda – umbes sama palju, kui saavad kõik Eesti teadusinstituudid kokku.

Raha ei lähe tuulde, oma tegevuse 28 aastaga on kolm instituudis töötanud teadlast saanud Nobeli preemia, kellest tuntuim on Niels Kaj Jerne, instituudi esimene direktor ning nüüdne liige emeritus. "Meie instituut on igavesti noor!" kuulutab seda asutust 20 aastat juhtinud Melchers, kelle ettekandeta vaevalt et möödub mõnda maailma esinduslikumat immunoloogiakonverentsi. Iga kuu lahkub üks viiekümnest liikmest ja tuleb uus asemele, kõik parimates kolmekümnendates. Kel leping kaheks, kel kolmeks aastaks, pärast mida minnakse kas La Rochei firmateadlaseks või püütakse uuesti sobituda tavalisse teadusmaailma oma igapäevaste grantide kerjamise murega.

"Hiir ja inimene on läbinud sama arengutee ning hiire immunsüsteem annab meile võtme inimese kaitsemehhanismide mõistmiseks," ütleb Melchers.

Hiired ja mehed

Hiiri siin jätkub, vahel on neid üleliiagi. Kümme aastat transgeenseid hiiri valmistanud Urs Müller näitab mulle mikroskoobiga ühendatud videokaamera kuvarilt, kuidas viljastatud hiire munarakk vaakumiga torukese külge kinnitatakse ning seejärel selle tuumasse imepeene süstlaga DNA-d lisaks surutakse. Raku sein on elastne, vahel ei taha süstal sisse tungida. Vahel ei võta rakk võõrgeeni omaks, vahel jälle ei õnnestu teadlastele vajalikul moel rikastatud munaraku taasistutamine uue emashiire emakasse. Igal aste annab väljundiks umbes viiendiku.

Müller võtab manipuleeritud munarakkude tassikese ja kõmbib hiirekambrisse. Vastupidiselt üldlevinud tavadele ei tule siin läbi autoklaavi liikuda, nõnda et sisse pääsen minagi, riietatuna ühekordsesse rohelisse ligniinkitlisse. "Isegi hiired, kel on immuunsüsteem välja lülitatud, pole üldse nii nõrgad, kui me arvasime," ütleb Müller ja võtab puurist emashiire, mis steriliseeritud isasega mõne öö veetnud, topib talle pähe narkoositoru ja paneb valge hiirekese jalad laiali mikroskoobi alla. Seljale lõige ja emakasuue pintsetiga välja. Mees pusib veidi selle kallal, ent avastab siis, et hiirel on vastav organ liiga väike. Hiir lõpetab oma elu ja tema asemel võetakse teine. Selle emakas sobib ning sinna süstitakse kaks korda 15 munarakku. "Hommikul tuleb see töö paremini välja kui õhtul," kommenteerib Müller – munarakud ei ela hiire kehast lahus üle nelja tunni.

Hiir infrapunavalguse alla sooja ja meie ruumist välja. Kui kõik hästi läheb, sünnitab hiireke kolme nädala pärast beebid, kelle immuunsüsteemis ühte T-rakku arenguastet juhtiv geen välja lülitatud. Sellesarnaseid transgeenseid hiiri jõuab Müller aastaga teha 50. Kogu instituudis elab hiiri aga viiesajast mutantliinist ning iga kuu tuleb tosinkond juurde.

Geenid ruutsentimeetril

Hamburgist pärit vähiarst Reinhard Hoffmann seletab mulle, kuidas moodsaima tehnoloogiaga saab korraga määrata hiire tuhandeid geene. Nelja aasta eest Hamburgi ülikooli lõpetanud Hoffmann on nüüd pühendunud teadusele ja teist aastat instituudi liige. Tema uurib, kuidas meid mikroobidest sissetungijate eest kaitsvad T-rakud arenevad.

Hoffmann on ühes kaasteadlastega leidnud kuus T-raku arenguastet ja neid astmeid juhtivaid geene ta nüüd jahibki. Riist, millega geene hulgakaupa jahtida, on nii kallis, et isegi Baseli instituut pole seda endale ostnud. See asub emafirma Rochei ühe hoone kuuendal korrusel asuvas laboris. Maksab pool miljonit dollarit ja lebab teise samasugusega ühel laual. "Et ei tuleks katsega oodata," kommenteerib Hoffmann.

Katse keskmeks on geenikiip. Selle veidi üle ruutsentimeetri suurune klaaspind on jagatud 300 000 imepisikeseks ruudukeseks. Ja igale neist mikroruudukestest on kantud jupike DNA-d. Ikka nii, et ühel ruudukesel on ühesugused jupikesed, teisel jälle teistsugused. DNA jupikesed pole juhuslikud, vaid sellised, et 20 kõrvutiasuvat ruudukest esindavad lõppkokkuvõttes üht geeni.

Kui nüüd geenikiipi sisse viia teadlast huvitava DNA jupid, siis osava manipuleerimise tulemusena haakuvad sarnased jupid juba klaasi külge kinnitatud sarnaste külge. Uuritavad jupid saab värvainetega märgistada. Ning pärast seda kiipi imepeene laserkiirega kombates võib näha, kuhu mingi sihtmärk kinnitus, kuhu aga mitte. Mis kinnitus, see vastu kiirgab.

Protseduur on keeruline ja nõuab suurt vilumust. Seda ütleb ka ühe kiibi hind – 2000 dollarit. Meie tänases katses kasutab Hoffmann 12 kiipi. Pärast mõõtmist paneb Hoffmann kiibid sahtlisse. "Lihtsalt niisama," ütleb ta. Kasutada neid enam ei saa.

Geenijaht arvutis

Nii nagu jahimehed on suures osas kolinud arvutite taha, et rahuldada oma jahikirge, küttides virtuaalseid olendeid, nõnda elavad nüüdisaegsed geenikütidki suurema osa oma ajast arvuti taga, võttes ühendus maailma eri osades paiknevate geenipankadega. Järgmisel päeval istun minagi Hoffmanni kõrvale, et vaadata, mis geene siis arvuti meie katse peale välja pakub. See leiab üles 4617 geeni. Mustri järgi, mille arvuti meile ekraanile imetlemiseks esitab, teeb Hoffmann järelduse, et kahe T-raku arenguastme vahel on eriline, üllatuslik lähedus.

"Selle pildi järgi pean otsustama, kas mul tasub jätkata sada tuhat dollarit maksva eksperimendiga," selgitab Hoffmann. Ning nendib järgmisel päeval kurvalt, et üks valk, mida ta ootas, analüüsis ennast ei ilmutanudki. "See on teadus," ütleb ta ning pipeteerib katseklaasidesse uut kogust DNA-d, millest koopiaid tehes kavatseb saada RNA, mida omakorda omaenda välja töötatud meetodil võimendab, et uutesse geenikiipidesse pritsida ja immunsüsteemi arengut edasi uurida.

"See on auasi," ütleb Fritz Melchers vastuseks mu küsimusele, mis ime pärast firma instituuti ülal peab. Mängureeglitest loen hiljem, et kui mõni teadlane avastab midagi patenteerimist väärivat, siis on see La Rochei oma. Laborilaual lebab raamat pealkirjaga "Geenikiibi protokoll." Ning suure lisatempliga "Konfidentsiaalne. Roche."

"Meie töö aitab küll analüüsida haigusi, ent ravimini on veel pikk aeg," jahutab Melchers teaduskirjaniku võimalikke kirgi. "Kuid immunoloogia seisab bioloogia-plahvatuse keskmes!" kuulutab ta lõpuks kirglikult.

Järjestati inimese kromosoom 21-e DNA

Viimane suursaavutus inimese genoomi pähklipurejamängus on kromosoom 21 järjestuse avaldamine. Kromosoom 21 on sugu mittemääravatest inimese kromosoomidest lühim. See kromosoom on seotud Downi sündroomiga, kõige sagedasema geneetiliselt põhjustatud arengupeetuse haigusega, mis tabab keskeltläbi üht vastsündinut 700 seast.

Ajakirja Nature 18. mai numbris avaldatud andmed näitavad, et kromosoom 21 on suhteliselt madala geenitihedusega. Artikli 63 autorit avaldavad kromosoom 21 pika haru järjestuse ja geenikataloogi. Nad on suure täpsusega järjestanud DNA 33 546 361 aluspaari. Alles jäid vaid väikesed klooni ja järjestuse tühikud, kokku umbes 100 000 aluspaari. Järjestati ka lühema haru 281 116 aluspaari. Kromosoomi analüüs ilmutas 127 teadaolevat geeni, 98 ennustatud geeni ja 59 pseudogeeni. Pseudogeenid on käibelt kõrvaldatud vigastatud geenid.

Inimese Genoomi Projekti raames on nüüdseks järjestatud kaks kromosoomi, 21 ja 22, mis moodustavad koguhulgast 2-3%.

Allikas: Nature