Uusiutuvat aivot, uusiutuva nahka – oppisimmeko matkimaan käärmeitä?

Mitä vaikkapa kudossiirtoja tekevät lääkärit voisivat oppia käärmeiltä ja liskoilta? Evoluution ja alkionkehityksen asiantuntija Nicolas Di-Poi selvittää asiaa – kalloja ja kudosten uusiutumista tutkimalla.

Työskennellessään tutkijatohtorina Geneven yliopistossa Nicolas Di-Poi kiinnostui mekanismeista, jotka ohjaavat lajien syntyä ja alkion kehitystä. Di-Poin evodevotutkimus – nimitys juontuu sanoista evolution ja development – jatkuu Helsingin yliopiston Viikin kampuksella, Biotekniikan instituutissa, jossa Di-Poi toimii tutkimusryhmän johtajana.

Käärme voi kasvattaa uudelleen ison osan aivoistaan.

Di-Poilla on työssään apuna matelijoita ja liskoja, jotka ovat hänen mukaansa monella tapaa parempia tutkittavia kuin hiiri.

– Käärmeissä on muutakin mielenkiintoista kuin nahan luominen. Ne voivat esimerkiksi kasvattaa uudelleen ison osan aivoistaan, ja niiden kyky uusia kudostaan on muutenkin aivan eri tasolla kuin nisäkkäillä.

– Sukupolvien erojen seuraaminen ja aivojen tutkimus matelijan alkionkehityksen eri vaiheissa on nopeampaa ja myös ystävällisempää kuin hiirten kanssa.

Tutkija toivoo, että hänen ryhmänsä tutkimus saadaan palvelemaan lääketidettä, kuten uusien kudossiirtotapojen kehittämistä. 

– Koetamme yhdistää evodevoa ja kantasolubiologiaa uutta luovalla, geenien säätelyalueiden muutoksia selittävällä tavalla.

Munia säännöllisesti, aterioita harvakseltaan

Käärmeet ja liskot ovat Di-Poin mukaan miellyttäviä tutkimuskumppaneita: eläessään lajityypillisissä oloissa, sopivassa kosteudessa ja lämmössä, ne munivat hiekkaan säännöllisesti ja suovat siten aineistoa kallon ja kasvojen kudosten uusiutumista selvittäviin tutkimuksiin.

– Osa liskoista on kovia syömäreitä, mutta käärmeet pärjäävät varsin harvalla ateriatahdilla. Ne eivät ole kovinkaan vaativia, Di-Poi kertoo.

– Osa käärmeistä voi olla kaksi, jopa kolme viikkoa syömättä sulatellen edellistä saalistaan, mutta silloin ne eivät myöskään muni.

Käärmeissä on myös pitkäikäisyyden etu. Ne elävät jopa kymmeniä vuosia.

Naaras on arvossaan

Di-Poin ryhmä tutkii munivien käärmeiden lajeja, joten esimerkiksi kotoisella kyyllä ei ole asiaa evodevoryhmään. Muuten valikoimaa riittää. Tutkijoiden käärmehuoneessa on noin 80 havaintomatelijaa ja -liskoa eri puolilta maailmaa, ja kullekin on rakennettu sopivat olot, lajin mukaan.

– Osa on autiomaan asukkaita, osa trooppisia eläimiä. Jäljittelemme mahdollisimman hyvin luonnon oloja. Naaraat eli munijat ovat meille hyvin arvokkaita.

Kaikkea ei kuitenkaan tarvitse tehdä itse. Eksoottisia lajeja koskevaa tietoa vaihdetaan kollegoiden kanssa valtioiden rajoista piittaamatta.

– Ranskalaiset krokotiilitutkijat antavat laboratoriokokeittensa tulokset ryhmämme käyttöön. Emme siis tuo maahan krokotiilien munia, Di-Poi hymähtää.

Kotimaisena yhteistyökumppanina toimii trooppinen eläintalo Tropicario, jossa elää muun muassa pytoneja.

– Meidän omat tutkimuskäärmeemme ja -liskomme ovat vaarattomia.

Evodevon mekka

Ehkä arvokkaimmat yhteydet löytyvät kuitenkin omasta yliopistosta. Viikissä on hyvin vankka pohja evodevotutkimukselle. Professori Jukka Jernvallin tutkimukset jyrsijöiden hampaiden kehityksestä ovat maailmankuuluja, esimerkiksi Nature-lehden ylistämiä. Jernvallin vetämä kokeellisen ja laskennallisen kehitysbiologian huippuyksikkö onkin Di-Poin ryhmän keskeisimpiä kumppaneita.

Myös evoluutiopaleontologi Mikael Fortelius ja hammaslääketieteen tutkija, akateemikko Irma Thesleff ovat tasanneet tietä kehitysbiologian kansainvälisille edistysaskelille. Viikin kampuksella niin ikään työskennellyt professori Scott Gilbert – kilpikonnan kuoren erityistuntija – on yksi evodevon uranuurtajista maailmassa.

– Yliopiston oma Luonnontieteellinen keskusmuseo ja esimerkiksi Berliinin Museum für Naturkunde ovat tärkeitä yhteistyötahojamme. Olemme säännöllisesti yhteydessä myös moniin eurooppalaisiin ja yhdysvaltalaisiin tutkimuslaboratorioihin harvinaisten eläin- ja kudosnäytteiden vuoksi, Nicolas Di-Poi kertoo.

Lue lisää evodevosta Yliopisto-lehden (8/2014) artikkelista Hylkeen leukaluusta.

Lue lisää aiheesta: Kestävä kehitys