Tere armas ringiline, tulevane liige või niisama teadushuviline!

Sinu ees on Ringi Teadusblogi kõige esimene postitus. Teadusblogi loomise idee sündis Supilinna ploomipuude all istudes, kui pead vaevasid mõtted eesseisva bakalaureusetöö kirjutamisest. Internetiavarustest murele lahendust otsides selgus, et Tartu Ülikoolis kirjutatakse igal aastal hulgim põnevaid looduskaitseteemalisi bakaluareuse -ja magistritöid, mis paraku tihti lihtsalt lõpututesse arhiividesse kaovadki. Ringi Teadusblogi ongi sündinud selleks, et olulised ja päevakajalised teemad jõuaksid laiema avalikkuseni ega jääks pelgalt riiulitele tolmu koguma.

Esimeses artiklis esitab Ringi liige Lisanne Nääb oma merelindude geneetikat ja reoaineid käsitlevast bakalureusetööst haarava lühikokkuvõtte.

Põnevat lugemist!

Lisanne Nääb

TÜ bioloogia ja elustiku kaitse vilistlane

Inimkonna kiire kasv ning elustandardite muutus tingib järjest suureneva inimtegevuse surve ökosüsteemidele. Näiteks paisatakse igal aastal merekeskkonda kümneid tuhandeid keemilisi saasteaineid, mis tulevad tööstustest, põllumaadelt, kaevandustest ja majapidamistest [1]. Need keemilised saasteained, peamiselt püsivad orgaanilised ühendid ja raskmetallid kahjustavad mereorganismide tervist ja muudavad merekeskkonda ning see omakorda mõjutab mereökosüsteemide toimimist [2].

Teadlastele on suur väljakutse märgata inimtekkeliste saasteainete kahjulikku mõju elustikule juba enne, kui need on põhjustanud olulise languse looduslike populatsioonide arvukuses. Just pikaealiste liikide puhul ei pruugi me kohe aru saada, et reostus loomi negatiivselt mõjutab, sest populatsiooni arvukuse langusel on viiteaeg [3]. Reostus mõjutab küll loomade tervist negatiivselt, kuid suremus ei pruugi suureneda, sest langus tervises kompenseeritakse elukäigu lõivsuhetega, vähendades näiteks investeeringuid sigimisse. Seetõttu on vaja leida meetodeid reoainete mõju uurimiseks subletaalsel tasemel ning üks võimalik lähenemisviis on uurida reostuse mõju geenide avaldumisele.

Kuna merelinnud sarnanevad oma elukäigult inimesega (aeglane elutempo, toiduahela tipplülid), siis võib nende tervislikku seisundit pidada heaks indikaatoriks selle kohta, kuidas keskkonnas olev reostus ka inimese tervist mõjutab.

Kuna merelinnud sarnanevad oma elukäigult inimesega (aeglane elutempo, toiduahela tipplülid), siis võib nende tervislikku seisundit pidada heaks indikaatoriks selle kohta, kuidas keskkonnas olev reostus ka inimese tervist mõjutab. Lisaks, kuna merelindude põlvkonnad vahetuvad aeglaselt, siis on neil raskem kohastuda keskkonnas toimuvate muutustega ning nende tervise uurimine väärib tähelepanu ka looduskaitselisest seisukohast. Geeniekspressiooni uurimine võiks seega olla üheks paljulubavaks uurimissuunaks, mis võimaldaks hinnata lindude tervislikku seisundit, kui on teada, mida uuritud geneetilised markerid indikeerivad.

Just seetõttu soovisin oma lõputöös seda teemat lähemalt uurida. Selgus, et siiamaani on merelindudel reostusega seotud geeniekspressiooni väga vähe uuritud. Lisaks, kuna teadmised reostuse mõjust merelindude geeniekspressioonile on alles algusjärgus, on senised uuringud keskendunud eelkõige geenidele ja ainevahetusradadele, mille puhul seos reostusega on etteennustatav, sest varasemad uuringud teiste ökotoksikoloogia mudelliikide (nt kalad) peal on seda seost näidanud. Üheks levinumateks uurimisobjektideks on olnud reoainete detoksifikatsioonirajad. Tsütokroom on üks võtmetähtsusega valkudest võõrainete metaboliseerimisel ja tsütokroomi perekonna geenide avaldumist vastusena reostusele on ka merelindude puhul enim uuritud ning on leitud, et need geenid on tõepoolest populatsioonidel, kes elavad saastunud elupaikades, üles reguleeritud ehk suuremal määral avaldunud. Lisaks detoksifikatsiooniradadele on rohkelt tähelepanu saanud ka oksüdatiivne stress, mis on üks mehhanismidest, mille kaudu reoainete kahjulik mõju organismidele avaldub.

Nii nagu tsütokroomi perekonna geenide puhul, on ka mõnede oksüdatiivse stressiga seotud geenide avaldumise ja reoainete taseme vahel positiivsed seosed. On võimalik, et reostusel on mõju ka geenidele, mis osalevad kilpnäärme töös, vähitekkes või selle allasurumise regulatsioonis, lipiidide ainevahetuses ja raskmetallide tekitatud kahjustuste vastases kaitses. Uuringute ja teadmiste lisandumisel võime loota, et lisaks seni uuritud geeniradadele hakkab kogunema ka andmeid reostuse mõju kohta erinevatele võimalikele patoloogiatele (näiteks vähitekkele), samuti uusi teadmisi kaitsemehhanismidega seotud füsioloogiliste lõivsuhete kohta.

Geeniekspressiooni ja reostust uurivate tööde tõlgendamise teeb keeruliseks mitu asjaolu. Esiteks, reostuse mõju geeniekspressioonile võib sõltuda paljudest erinevatest teguritest nagu liik, uuritud kude, sugu või käsilolev eluetapp. See teeb uuringud spetsiifiliseks ja raskendab nende võrdlemist. Lisaks on uuringute tegemisel väga oluline sobiva hulga ja õigete sihtmärkgeenide välja valimine, sest muidu ei pruugi ainevahetusradades tähtsad ja reostuse taustal erinevalt ekspresseerunud geenid analüüsist välja tulla.

Tulevikuväljavaadeteks antud vallas võiks olla kasutatavate meetodite ja katsedisainide ühtlustamine, et oleks võimalik erinevaid töid võrrelda. Lisaks tuleks selgitada välja lindude verenäitajate ja tervise vahelised seosed, et lindude tapmise asemel saaks koguda proove vähem destruktiivsete meetoditega. Baasinformatsiooni välja selgitamine geeniradade kohta aitab teha selgemaid järeldusi selle kohta, kas ja kuidas reostus geeniekspressiooni mõjutab.

1. Álvarez-Muñoz D., Llorca M., Blasco J. & Barceló D. 2016. Chapter 1 – Contaminants in the Marine Environment. pp. 1–34. In: Blasco J., Chapman P.M., Campana O., & Hampel M. (eds), Marine Ecotoxicology, Academic Press.
2. Shahidul Islam Md. & Tanaka M. 2004. Impacts of pollution on coastal and marine ecosystems including coastal and marine fisheries and approach for management: a review and synthesis. Mar Pollut Bull. 48: 624–649.
3. Edwards J.E., Hiltz E., Broell F., Bushnell P.G., Campana S.E., …, Hussey N.E. 2019. Advancing Research for the Management of Long-Lived Species: A Case Study on the Greenland Shark. Front Mar Sci. 6: 87.
4.  Crump D., Williams K.L., Chiu S., Letcher R.J., Periard L. & Kennedy S.W. 2015. Biochemical and Transcriptomic Effects of Herring Gull Egg Extracts from Variably Contaminated Colonies of the Laurentian Great Lakes in Chicken Hepatocytes. Environ Sci Technol. 49: 10190–10198.

Toimetas: Karl Hendrik