Värske uuring, millesse andsid olulise panuse ka Tartu Ülikooli Eesti geenivaramu teadlased, näitab, et paljude selliste geenivariantide toime sõltubki sellest, kas need on päritud emalt või isalt. Seejuures on nende mõju sageli lausa vastupidine.

Tõdemuseni jõudis suur rahvusvaheline teadlasrühm Šveitsi, Eesti ja Norra ülikoolidest. Nad töötasid välja uudse arvutusmeetodi, mis võimaldas neil analüüsida ligi 240 000 inimese geeniandmeid Briti biopangast, Norrast ja Eesti geenivaramust, ilma et oleks vaja olnud nende vanemate endi DNA-d. See võimaldas uurida nähtust, mida nimetatakse vanemliku päritolu efektiks, enneolematus mahus.

Uuringu esimene autor Robin Hofmeister, Lausanne'i ülikooli ja Tartu ülikooli teadur selgitas, et juba enam kui 15 aasta eest näidati, kuidas see efekt võib mõjutada keerulisi tunnuseid ja haiguste teket. "Nende uuringute puuduseks oli aga väike valim. Oma doktorantuuri ajal, mida juhendas haplotüüpide määramise maailma tippteadlane Olivier Delaneau, tekkis meil idee tuletada haplotüübid sugulaste andmete põhjal, et hinnata samaaegselt nii haplotüüpe kui ka nende vanemlikku päritolu," meenutas teadur.

Koos oma praeguse juhendaja Zoltán Kutalikuga laiendaski Hofmeister seda lähenemist oluliselt, kaasates uute biopankade andmeid ja täiustades meetodit märkimisväärselt.

"Meie idee oli arendada meetod, mis võimaldaks suurtes biopankades tuletada haplotüüpide vanemliku päritolu ja seeläbi uurida kogu genoomi ulatuses paljusid erinevaid tunnuseid. See lubab meil täielikult kaardistada vanemliku päritolu efektide ulatust keeruliste tunnuste ja haiguste puhul ning testida, kas nende mustrid vastavad evolutsiooniteooria ennustustele," selgitas Hofmeister.

Uuringust koorus välja üle 30 näite, kus geenivariandi mõju sõltus selle päritolust. Eriti selgelt joonistus muster välja kasvu ja ainevahetusega seotud tunnuste, näiteks pikkuse, vererasvade ja diabeediriski puhul. Vanemaspetsiifiline vastandmõju ilmnes 30-st geenivariandist 19-l.

Näiteks leidsid teadlased geenivariandi, mis mõjutab oluliselt teist tüüpi diabeeti haigestumise riski. Kui see variant pärida isalt, suurendab see haigestumise tõenäosust, kuid emalt pärituna hoopis kaitseb selle eest. Teadlaste sõnul võib see isalt päritud risk olla diabeedi puhul üks suurima mõjuga teadaolevaid geneetilisi tegureid.

Olulisena polnud vaja selle töö jaoks vanemate endi DNA-d. "Tuvastades pikki ühiseid DNA-lõike õdede-vendade, nõbude ja teiste sugulastega ning kombineerides seda infot X-kromosoomi ja mitokondriaalse DNA teadaolevate pärandumisreeglitega, saime usaldusväärselt märgistada iga DNA-lõigu kas emalt või isalt pärituks," märkis Hofmeister.

Eesti puhul lihtsustas tööd oma geene loovutanud inimeste arv. Kui Ühendkuningriigi biopangas on keskmiselt 1,6 sugulast inimese kohta, siis Eestis ulatub see näitaja keskmiselt 12 sugulaseni ühe geenidoonori kohta

Miks sellised vastandlikud mõjud aga üldse tekivad? Teadlased seletavad seda vanemliku konflikti hüpoteesiga. Selle teooria kohaselt on isapoolsetel geenidel kalduvus soosida järglase kiiret ja suurt kasvu, et tagada oma geenide kindel edasikandumine. Seda isegi juhul, kui see kurnab ema ressursse. Emapoolsed geenid on seevastu justkui alalhoidlikumad – nemad püüavad säästa ema, et tal oleks jõudu ja tervist ka tulevasteks rasedusteks.

See bioloogiline huvide konflikt peegeldub geenide töös. Kuna emalt ja isalt saadud pärilikkusaine on täpselt samasugune, on erineva mõju taga nn genoomne vermimine. See tähendab, et rakkudes ei muutu mitte DNA järjestus ise, vaid selle külge pannakse täiendavaid molekule, mis käituvad sisse-välja lülititena.

Vermimise staatus võib muutuda nii evolutsiooni vältel kui ka teatud kudedes või arenguetappidel. Mõned geenid võivad vermimise kaotada ja hakata avalduma mõlemalt vanemalt päritud koopialt. Teised võivad omandada vermitud oleku ka aja jooksul. "Vermimise kadu või teke võib esineda ka näiteks mõnede vähivormide ja haruldaste haiguste puhul, kus normaalne vermimismuster on häiritud, põhjustades ebanormaalset geenide avaldumist," lisas Hofmeister.

Oma töös täheldas ta Norra ema ja lapse uuringu (MoBa) andmetel imikute kehamassiindeksi puhul dünaamilist geneetilist efekti, kus vanemliku päritolu mõju ajas järk-järgult nõrgenes. "Seda võib seletada geneetilise vermimise muutumisega arengu käigus, mis näitab, et vermimine ei ole alati püsiv, vaid võib eluetappide lõikes muutuda," tõi teadur näite.

Uuringul on otsene praktiline väärtus. "Teatud haiguste puhul võib riskide ennustamine, diagnoosimine või ravi ühel päeval nõuda geneetiliste variantide vanemliku päritoluga arvestamist. [...] Selliste erinevuste teadmine aitaks välja töötada täpsemaid riski hinnanguid, kohandada ennetusstrateegiaid või leida uusi bioloogilisi sihtmärke ravimite arendamiseks," sõnas Hofmeister. Head näidet kujutabsiinkohal eelnevalt mainitud suure mõjuga diabeediriskiga seotud geen.

Uurimus ei anna seega meile mitte ainult uusi teadmisi pärilikkuse keerukusest, vaid aitab lisaks paremini mõista levinud haiguste, nagu teist tüüpi diabeedi geneetilist tausta. "Kuna vermimine mängib sageli rolli varases arengus – ja tõenäoliselt ka aju arengus –, võib see olla eriti oluline haruldaste arenguhäirete, neuroloogiliste seisundite ja psühhiaatriliste haiguste mõistmiseks. Sellised teadmised võiksid lõpuks avada uusi võimalusi diagnoosimiseks ja sihipäraseks raviks," kinnitas Robin Hofmeister.

Uuringu tulemused on avaldati ajakirjas Nature.

Teadusuudised on Vikerraadios eetris esmaspäevast reedeni ca kell 8.35 ja laupäeval ca kell 8.25.