Geneetilist materjali võib piltlikult võrrelda kaardipakiga, mida genoom pidevalt ümber mängib. Tekkinud ümberkorraldusi nimetatakse koopiaarvude varieerumiseks: mõnedest genoomi osadest ehk DNA lõikudest tekib uus samasugune juurde, teised kaovad sootuks ära, kolmandad pööratakse ringi või paigutatakse teistesse genoomi piirkondadesse.

Sääraseid väiksemaid ümberkorraldusi leidub meie kõigi genoomides. See on evolutsiooni ja kohastumise üks olulisemaid eeldusi, ilma milleta oleksime me kõik ühesugused. Ent kui genoom mingil põhjusel pärilikkusmaterjali kaardipaki lootusetult sassi ajab, võivad suuremad ümberkorraldused, näiteks tervete geenide kadumine või juurde tekkimine, põhjustada erinevaid haigusi.

Sarnaseid suuri geneetilise materjali ümberkorraldusi platsenta genoomis uurib Tartu ülikooli geenitehnoloogia doktorant Laura Kasak inimese molekulaargeneetika uurimisrühmas, mida juhib professor Maris Laan. Nende töö, mis teadlaste endigi üllatuseks näitas esimest korda maailmas platsentarakkude genoomis toimuvat aktiivset geneetilise materjali ümberkorraldumist ja eriti mitmete spetsiifiliste DNA lõikude mitmekordistumist, ilmus äsja Nature'i tütarajakirjas Scientific Reports.


Sarnaseid suuremahulisi geneetilise materjali ümberkorraldusi on varasemalt kirjeldatud ainult vähirakkude puhul. Platsenta- ja vähirakkudel on mitmeid sarnasusi nagu rakkude aktiivne jagunemine lühikese aja jooksul ja võime kasvada teistesse kudedesse ja organitesse. Nii võib platsenta genoomi uuringutest tulevikus tulu tõusta ka vähiravis, sest erinevalt vähirakkudest on platsentarakkudesse n-ö programmeeritud nende eluea lõpp.

Praegu on ülikooli molekulaargeneetika uurimisrühma fookuses siiski rasedusega seotud probleemid. Muu hulgas püütakse selgust saada, kuidas töötab platsenta genoom ja kuidas on selles korraldatud geneetilise informatsiooni avaldumine.

Scientific Reportsi artiklis võrdles töörühm platsenta genoomis toimuvaid ümberkorraldusi normaalselt kulgevate raseduste ajal ja raseduste ajal, millega kaasnesid haigused, nagu kõrgenenud vererõhk või diabeet emal ning väga väike või suur sünnikaal lapsel. Geneetikuid huvitas, kas ja kuidas erinevad selliste kõrvalekalletega raseduste puhul platsenta genoomis toimunud muutused normaalselt kulgenud raseduste platsentas toimunud geneetilise materjali ümberkorraldustest.

"Nägime, et komplikatsioonide korral toimus platsenta geneetilises materjalis vähem muutusi, kui normaalselt kulgevate raseduste puhul," lausus Kasak. See näitab, et platsenta genoomis toimuvad tohutud ümberkorraldused toetavad platsenta tööd ja eluprotsesse ning nende vähesus või liigne spontaansus võib põhjustada erinevaid rasedusega seotud kõrvalekaldeid.

Siinkohal on oluline meelde tuletada, et platsenta on looteväline ajutine lisaorgan ja see sisaldab ka isa geneetilist materjali. Seega esindab platsenta genoom loote ja mitte ema genoomi.

Tartu ülikooli platsenta uurijate töö juhib tähelepanu, et kui raseduse ajal testitakse tulevase lapse tervise hindamiseks ema vereseerumis leiduvat lootelist päritolu geneetilist materjali, siis tuleb silmas pidada, et see esindab vaid platsentast pärit materjali. Ja platsenta pärilikkusmaterjalis võivad olla toimuvad ümberkorraldused, mida loote geneetilises materjalis ei pruugi olla. Kui seda teadmist eirata, on oht teha valepositiivseid otsuseid, näiteks selle kohta kas laps kannab mõnda patoloogilist geneetilist varianti.

"Platsenta genoomis toimub raseduse ajal küll väga palju muutusi, mis on vajalikud platsenta arenguks, ent need ei pruugi põhjustada väärarenguid lootel," lisas Laura Kasak.

Primaatidel on tekkinud imetajate evolutsiooniliselt vanade geenide duplikatsioonide tulemusena
uued platsenta funktsiooni toetavad geenid. (Allikas: TÜ molekulaar ja rakubioloogia instituut)

Tartu ülikoolis on platsentat uuritud juba kümmekond aastat

Tartu ülikoolis hakati platsenta genoomi ja selle n-ö töö dünaamikat normaalse ja tüsistunud raseduse korral uurima juba kümmekond aastat tagasi. Siis vaadati vaid kahte raseduse ja loote arenguga seotud geeniperekonda, mis vastutavad sugurakkude küpsemise ja viljakuse ning raseduse õnnestumise eest.

Näiteks korduvate raseduse katkemistega patsientidel on raseduse alguse võtmehormooni hCG-d kodeerivad geenid platsentas märkimisväärselt madalamal tasemel avaldunud kui normaalsete raseduste puhul, näitas Kristiina Rull 2009. aastal oma doktoritöös.

Tartu ülikooli inimese geneetikud on väikeste genoomijuppide juurest jõudnud terve platsenta genoomi uurimise juurde. Nad otsivad vastust küsimustele, kuidas platsenta genoom töötab ja geneetiline info seal avaldub.

On teada saadud, et raseduse erinevatel trimestritel on platsentas aktiivsed erinevad geenikomplektid. Sellisele järeldusele jõudis Liis Uusküla oma doktoritöös juba paar aastat tagasi. Tema teadustöö näitab, et platsenta töö on ajas dünaamiline ja selle genoomis avalduvad geenid, mida ema ja loode just parasjagu vajavad.

Platsenta ehk emakook loob vahetu kontakti ema ja loote vereringe vahel. Ent lisaks hapniku, toit- ja jääkainete vahendamisele, peab platsenta hoolitsema ka enda elus hoidmise eest ja selle eest, et ema organism rasedusega kohaneks. Nii toodab platsenta palju valke, mis on vajalikud lootele ja samas ka palju neid, mida ta ise kasutab.

Kui varem peeti platsentat lihtsalt vahendajaorganiks, siis viimasel kümnendil on mõistetud, et selle geenid toetavad loodet palju laiemalt: platsenta annab hoo sisse nii embrüo kui loote arengule juba väga varases staadiumis, kui sel puuduvad veel n-ö täisvõimsusel töötavad organid. Nii ei peeta platsentat enam pelgalt vahendajaks, vaid viimase kümnendi teadusuuringud annavad platsentale rolli ka loote arengu nn programmeerijana. Platsenta geneetilises materjalis toimub suurel hulgal ümberkorraldusi, mis võivad olla olulised nii platsenta rakkude tungimisel emakasse kui ka enese ja loote arengu toetamisel ning raseduse edukal kulgemisel.

On huvitav, et imetajate arengu jooksul on tekkinud mitmeid platsenta-spetsiifilisi geeniperekondi, mis mujal kudedes ei avaldu. Platsenta genoomi evolutsioon liigiti on olnud väga paindlik ja arvatavasti toimub ka praegu edasi.
Platsenta kui organ erineb oluliselt kõigist teistest meie kehas olevatest organitest, sest see on ainus organ, mis on võimeline tekkima ajutiselt suhteliselt lühikeseks ajaks.