Geenimuunneltu seeprakala hohtaa vihreänä pimeässä

Fluoresenssi auttaa selvittämään saasteiden vaikutuksia elimistössä.

Seeprakala hehkuu vihreänä mikroskoopissa.
University of Exeter
Seeprakala hehkuu vihreänä mikroskoopissa.

Vihreänä loistava geenimuunneltu kala auttaa selvittämään saasteiden vaikutuksia.

Hormonitoimintaa häiritseviä aineita, niin kutsuttuja endokriinidisruptoreja, esiintyy monissa teollisissa tuotteissa muoveista aina naisten hormonipohjaisiin ehkäisyvälineisiin.

Kyseiset kemikaalit jäljittelevät sukupuolihormonien toimintaa ja aiheuttavat siten monenlaisia lisääntymisongelmia sekä ihmisille että eläimille. Aiemmissa tutkimuksissa on saatu selville, että kemikaalit voivat saada kalat vaihtamaan sukupuolta. Ihmisissä hormonihäiriköt on yhdistetty alentuneeseen siittiömäärään sekä rinta- ja kivessyöpään.

Geenimuuntelu paljastaa kemikaalit

Hormonitoimintaa häiritsevien aineiden vaikutuksia ihmisen tai eläimen elimistössä on kuitenkin ollut vaikea havaita. Niinpä eräs tutkimusryhmä päätti geenimuuntelua hyödyntäen panna seeprakaloja loistamaan niistä kohdin, missä hormoneja häiritsevää ainetta esiintyy. Näin saatettaisiin saada selville ne paikat, joissa ne mahdollisesti aiheuttavat vahinkoa.

"Oikeastaan me pistämme kalaan [alkioihin] geneettisiä elementtejä, jotka on suunniteltu tunnistamaan paikat, joissa kemikaalit tunkeutuvat elimistöön ja vaikuttavat siihen", sanoo tutkimusta johtanut Charles Tyler englantilaisesta Exeterin yliopistosta.

"Tämä geneettinen mekanismi tuottaa proteiineja, jotka eivät vaikuta kemikaalien käyttäytymiseen elimistössä mutta loistavat vihreinä fluoresenssimikroskoopissa. Näin luodaan raportointijärjestelmä, joka osoittaa kemikaalien vaikutuksille altistuneet kudokset."

"Näin taas saadaan 'älykkäämpi' menetelmä, jolla tunnistetaan [saasteiden] mahdollisten terveysvaikutusten aiheutumispaikat" ihmisissä.

Kalojen geenimuuntelu vahvistaa aiemmat havainnot

Charles Tyler ryhmineen altisti seeprakaloja erilaisille pitoisuuksille kemikaaleja, joiden tiedetään vaikuttavan estrogeenihormoniin: muun muassa ehkäisypillereissä käytettävälle etinyyliestradiolille; nonylfenolille, jota esiintyy maaleissa ja teollisuuden puhdistusaineissa, ja bisfenoli A:lle (BPA), joka on monien muovien ainesosa.

Näistä kolmesta aineesta on tullut yleisiä makean veden saasteita, jotka on yhdistetty sukupuolenvaihdoksiin kaloilla sekä ihmisten hedelmällisyyden alenemiseen ja syövän yleistymiseen ihmisillä.

Altistettuaan kaloja eri kemikaalipitoisuuksille tutkijat tarkastivat mikroskoopilla, mitkä kalan elimistä loistivat ja reagoivat siis kemikaaleihin.

Tietojen avulla pyritään tunnistamaan raja-arvot, joista lähtien kemikaalit vaikuttavat eri kudoksiin ja elimiin.

Hohtavilla kaloilla tehty tutkimus vahvisti aiempia tutkimustuloksia: esimerkiksi bisfenoli A:n ja sydänvaivojen välisen yhteyden.

"Voimme nähdä, että tämän kalan sydän hohtaa etenkin bisfenoli A -altistuksen vaikutuksesta", sanoo Charles Tyler. "Sen pohjalta voimme keskittyä sydämeen ja yrittää selvittää siinä tapahtuvien asioiden mekanismeja."

Tyler kollegoineen havaitsivat kemikaalien tuovan hehkua kalojen muihinkin elimiin: esimerkiksi silmiin ja tukirangan lihaksiin. Hormonihäiriköiden vaikutuksia näihin ruumiinosiin ei tiedetä.

"Usein oletetaan, että nämä kemikaalit vaikuttavat maksaan tai kiveksiin tai munasarjoihin, mutta näissä kaloissa olemme havainneet niitä monissa kudoksissa, paikoin myös aivoissa", hän sanoo.

Tällä hetkellä fluoresenssiteknologia rajoittuu vasta alle kuuden päivän ikäisiin kaloihin, koska niiden ihoon ei vielä ole kehittynyt hehkumisen havaitsemista heikentävää pigmenttiä.

"Seuraava vaihe on risteyttää näitä kaloja sellaisen kannan kanssa, jonka ihossa ei ole pigmenttiä". Silloin ryhmä voisi tarkkailla fluoresenssin esiintyvyyttä myös täysikasvuisissa kaloissa, sanoo Charles Tyler.

Hehkuvia kaloja käsittelevä tutkimus julkaistiin 18. huhtikuuta Environmental Health Perspectives -lehdessä.