Ümberkorraldused kromosoomides mõjutavad elukvaliteeti ja õppimist ({{commentsTotal}})

Matemaatikaülesannete lahendamine eksamil.
Matemaatikaülesannete lahendamine eksamil. Autor/allikas: Postimees/Scanpix

Miks sa ei õpi? Vaata, kui tublid on sinu õed ja vennad? Miks sina ei pinguta? Need näägutused on ühele osale meist tuttavamad kui teistele. Ent asi ei pruugi olla tahtes ja viitsimises, vaid selles, et ühel inimesel 40st on kromosoomi struktuuris muutused, mis võivad mõjutada nii õpiedukust kui ka üldist elukvaliteeti. Nii näitasid Eesti geenivaramu ja Lausanne'i ülikooli teadlased Eesti vabatahtlike geenidoonorite andmeid uurides.

Suurem teadlikkus sellistest muutustest genoomis aitab parandada seni tähelepanuta jäänud, ent tuge vajavate inimeste jõudmist spetsialistide juurde.

Teadlastele meeldib genoomi võrrelda raamatuga, mis koondab kogu meie pärilikku materjali. Kuna DNA keemilisi ühendeid ja nende kombinatsioone tähistatakse tähega A, T, C ja G, võib öelda, et meie umbes kolme miljoni tähemärgiline “genoomi-raamat” on kirjutatud nende nelja tähe kombinatsioonidega.

Selline tekst, mille kirja panemiseks läheks vaja umbes 800 piiblipaksust raamatut, on olemas igas meie rakus ja kopeeritakse nii ema kui isa sugurakkudesse, et saaks tekkida uus, oma vanematele sarnane elu. Ent nagu ikka, ka kõige hoolikamal kopeerimisel juhtub aeg-ajalt vigu: kogemata kopeeritakse mõni lõik või koguni terve lehekülg meie “genoomi-raamatust” topelt või kaob sootuks. Selliseid ümberkorraldused on DNA koopiaarvu variatsioonid. Seega, kui tavaliselt on inimese genoomis igast kromosoomist ehk DNA-ahelast kaks koopiat – üks emalt, teine isalt –, siis DNA koopiaarvu variatsioonide puhul on mõnel kromosoomil mõni lõik kaotsi läinud (deletsioon) või hoopis kolmes korduses (duplikatsioon).

Seesuguseid variatsioone kromosoomide ehituses esineb inimese genoomis laialdaselt, nad võivad hõlmata erinevaid geene ja populatsioonis on neid erineva sagedusega.

Viimastel aastatel on teadlased teada saanud, et DNA koopiaarvu variatsioonid on üheks kõige olulisemaks geneetiliseks teguriks, mis määravad inimeste vahelise erinevuse ja vastuvõtlikkuse erinevatele keeruliste tekkepõhjustega haigustele nagu näiteks psoriaas, epilepsia ja skisofreenia.

Ainulaadne uuring

Samas on teada umbes 70 piirkonda genoomis, kus seda tüüpi variatsioonid võivad põhjustada raskeid arenguhäireid nagu vaimse arengu mahajäämus, autism või kaasasündinud väärarengud. Ehkki nendes regioonides esineb koopiaarvu variatsioone väga harva – umbes ühel inimesel 2000st või harvem –, on neid leitud ka inimestel, kes ei ole geeniuuringutele sattunud raske haiguse tõttu, vaid osalevad vabatahtlikena biopankades.

Seni on koopiaarvu variatsioone uuritud peaaegu ainult konkreetsete haiguste kontekstis ja selliseid juhte, kus nende kandjaid leiti biopankadest, peeti lihtsustatult n-ö normaalseteks kontrollideks, kellel variatsioon ei ole probleeme põhjustanud.

“Samas ei olnud keegi tegelikult nende inimeste terviseandmeid uurinud. Võimalus kasutada Eesti rahvastikku esindava kohordi geeniandmeid koos tervise-, elustiili-, haridus ja muude sarnaste näitajatega, muutis meie uuringu maailmas esmakordseks. Meie tulemused näitasid, et nad on täiskasvanuikka jõudnud inimesed, kellel puudub küll geneetilise haiguse diagnoos, ent esinevad tõsised terviseprobleemid, mis kõige tõenäolisemalt on tingitud just leitud DNA koopiaarvu varieeruvusest,” rääkis maailma ühes mõjukaimas meditsiiniajakirjas JAMA (The Journal of American Medical Association) avaldatud uuringu esimene autor ning Tartu ja Lausanne'i ülikooli teadur Katrin Männik.

Deletsiooni (vasakul) ja duplikatsiooni (paremal) selgitav joonis. (Allikas: Wikimedia Commons)

Õpiedukust mõjutavad variatsioonid

Töögrupp, kuhu kuulusid Lausanne'i ülikooli integreeritud genoomika keskuse ning Eesti geenivaramu töötajad Alexandre Reymond ja Andres Metsapalu juhtimisel, uurisid lisaks teadaolevatele haiguspõhjuslikele muutustele ka seda, milline on harva esinevate koopiaarvu variatsioonide mõju n-ö tavaliste inimeste haridustasemele.

Madal sagedus näitab, et evolutsiooni käigus on need muutused tõenäoliselt olnud negatiivse loodusliku valiku all. See tähendab, et selliseid variatsioone kandvate inimeste tervis on tavaliselt põduram ja nad saavad vähem lapsi. Populatsioonile on kasulik sellistest muutustest vabaneda. Seetõttu on madal populatsioonisagedus geneetiliste muutuste puhul heaks indikaatoriks, et sellel muutusel võib olla kahjulik mõju.

Uuringus leiti, et selliste kromosoommuutustega inimestel on tõepoolest suurem risk vaimse arengu mahajäämusele ja keskmisest madalamale haridustasemele. Näiteks, kui Eesti populatsioonis on inimesi, kelle haridustase jääb madalamaks kui keskkool, vaid 25 protsenti, ei jõua eelpool nimetatud koopiaarvu variantide kandjatest, sõltuvalt sellest, kui suurt kromosoomi lõiku muutus haarab ning kas tegemist on lõigu kadumise või kordistumisega, keskkoolilõputunnistuseni 33 kuni isegi 50 protsenti inimestest.

“See tähendab, et juhtudel kui koopiaarvu variatsiooni sisse jäävad närvissüsteemi arengus väga olulised geenid, võib muutus põhjustada näiteks intellektipuuet, kuid mõnes teises genoomi piirkonnas võib muutus anda selle kandja arengule kergema “müksu” ning tema koolitee lõppeb suurema tõenäosusega põhikooli tunnistusega, aga mitte doktorikraadiga,” selgitas Männik.

Eesti geenidoonoritel tehtud uuringu tulemusi kinnitasid teadlased ka kordusuuringutega Ameerika Ühendriikide, Itaalia ja Inglismaa kohortides.

Näiteks Suurbritannias Bristoli piirkonnas 1990-1991. aastal sündinud laste geeniandmeid ja nende põhikooli (vanuses 13-14 aastat sooritatud) inglise keele ja matemaatika tasemetöö tulemusi kõrvutades selgus, et harva esineva koopiaarvu variatsioonidega teismelistel oli oluliselt suurem risk saada keskmisest madalamaid testitulemusi ning jääda kõige nõrgemate tulemustega testi sooritajate sekka.

Ehkki seda tüüpi geneetilised muutused suurendavad riski, sõltub “geneetilise müksu” saanud inimese haridustee ja elukvaliteet paljuski sellest, milline on inimese vaimse võimekuse baas ning kuivõrd tema arengut ja eripära toetatakse. “Kindlasti ei tohiks arvata, et sedalaadi riskide avastamine loob aluse mingil kombel laste välja selekteerimisele või sildistamisele,” rõhutas Männik.

“Kui me oleme teadlikud, et õpiraskuste, kõne-ja käitumisprobleemidega on seotud ka geneetiline komponent, võib vanematele, pedagoogidele ja arstidele see teadmine oluline olla, et lapse arengut ja terviseprobleeme paremini mõista ja võimalikult varakult spetsialistidelt just antud geneetilise muutusega lapsele sobivat abi saada,” rääkis ta.

Tartu ja Lausanne'i ülikooli teadur Katrin Männik. (Allikas: Erakogu)

Kommentaar: Katrin Männik, kuidas harva esinevad ümberkorraldused kromosoomis inimese elu muudavad ja miks on suurem teadlikkus sellistest probleemidest oluline?

Kuigi iga üksik uuringus leitud kromosoommuutus esineb väga harva, on kõiki muutuseid koos vaadates tegemist sagedase probleemiga, mis hinnanguliselt puudutab umbes 1 inimest 40st.

Näiteks üks konkreetne deletsioon genoomipiirkonnas 16p11.2 alandab muutuse kandja IQ-d ehk intelligentsuskvooti keskmiselt 20-30 punkti võrreldes tema pereliikmetega, kellel antud geneetilist muutust ei ole.

See tähendab, et kui näiteks bioloogiliste vanemate ja õdede-vendade IQ väärtused on 120 punkti ringis – selline väärtus on tavaline näiteks filosoofia- või meditsiinidoktorikraadiga inimestele –, siis selle konkreetse geenimuutusega lapsel on IQ tõenäoliselt 100, mis on populatsiooni keskmine. Kui aga pereliikmete IQ on keskmiselt 100 punkti, on suur risk, et muutuse kandjal jääb see 80 ligi. Tõenäoliselt on sellel lapsel tavakoolis õppides raskem hakkama saada ning selleks, et ta saaks täiskasvanuna leida endale sobiva ameti ning oma potentsiaali võimalikult hästi kasutada, peaks tema haridusteed toetama sobiv eriõpe.

Sama 16p11.2 kromosoomi piirkonda haarav muutus kahjustab aju ja selle arengut aga ka hoopis teisel viisil. Nimelt on teine sellele koopiaarvu variatsioonile iseloomulik probleem ajus valesti reguleeritud söögiisu kontrollist tingitud rasvumine. Lapsed, kellel on DNA lõik selles piirkonnas kadunud, on esimestel eluaastatel tavaliselt kehva isuga. Kuid umbes viiendal või kuuendal eluaastal hakkavad nad ohjeldamatult sööma.

Vanemad, kes pole oma lapse geeniveast teadlikud, löövad selle peale tavaliselt käsi kokku: pisike hakkas lõpuks sööma. Tegelikult on nende lapse söögiisu regulatsioon häiritud ja nende aju ei suuda täiskõhutundest märku anda. See viib juba paari aasta jooksul dramaatilise kaalutõusuni ning täiskasvanueas äärmusliku ning sageli eluohtliku rasvumiseni. Kui vanemaid on lapse geneetilisest eripärast varakult teavitatud, saavad nad teadlikult kontrollida tema portsjoneid ja õpetada, kui palju peab inimene sööma, et see oleks normaalne ja ja tervislik.



ERR kasutab oma veebilehtedel http küpsiseid. Kasutame küpsiseid, et meelde jätta kasutajate eelistused meie sisu lehitsemisel ning kohandada ERRi veebilehti kasutaja huvidele vastavaks. Kolmandad osapooled, nagu sotsiaalmeedia veebilehed, võivad samuti lisada küpsiseid kasutaja brauserisse, kui meie lehtedele on manustatud sisu otse sotsiaalmeediast. Kui jätkate ilma oma lehitsemise seadeid muutmata, tähendab see, et nõustute kõikide ERRi internetilehekülgede küpsiste seadetega.
Hea lugeja, näeme et kasutate vanemat brauseri versiooni või vähelevinud brauserit.

Parema ja terviklikuma kasutajakogemuse tagamiseks soovitame alla laadida uusim versioon mõnest meie toetatud brauserist: