Morgunblaðið - 01.10.2000, Blaðsíða 24

Morgunblaðið - 01.10.2000, Blaðsíða 24
Z4 SUNNUDAUUK 1. OKTUBEK 200U MUKGUNBLAUlt) VIRK VISINDI BJORNINGIHRAFNSSON || bingi@mbl.is Reuters Rannsóknir læknanema á stökklum í erföamengi mannsins Er rusl í erfba- mengjum okkar? Vísindamaðurinn NAFN: Hans Tómas Björnsson, f. 1975. FORELDRAR: Björn Björnsson, fiskifræöingur hjá Hafrannsóknastofnun, f. 1952 og Lára G. Hans- dóttir, hæstarréttarlógmaður, f. 1951. MAKI: Lotta María Ellingsen, nemi í rafmagns- og tölvuverkfræöi, f. 1978. MENNTUN: Grunnskólapróf frá Hvassaleitis- skóla, 1991. Stúdentspróf frá Menntaskólanum í Reykjavík, af eðlisfræðibraut, 1995. Er á lokaári í læknisfræði við læknadeild Háskóla íslands og mun útskrifast þaðan vorið 2001. RANNSÓKN: Tengsl stökkla og stökkbreytimynst- urs í erfðamengi mannsins, unnin á Rannsóknar- stofu í lífefna- og sameindalíffræöi við læknadeild HÍ, með styrk frá Nýsköpunarsjóði námsmanna. EG HEF lengi verið heillaður af vísindum og var ákveðinn í að koma að rannsóknum með einum eða öðrum hætti, jafnvel áður en ég innritaðist í læknadeildina," segir Hans Tómas Björnsson, sjötta árs nemi við læknadeild Háskólans, en rannsókn hans á stökklum í erfða- mengi mannsins undir handleiðslu Jóns Jóhannesar Jónssonar dósents þykir sæta nokkrum tíðindum. Verður greinargerð þeirra um rann- sóknirnar birt í erlendu fagtímariti innan tíðar. Hans Tómas segir að verkefni sitt sé grundvallað á nýlegum framför- um sem orðið hafa í erfðavísindum. Hann bendir á að erfðafræðin sé sú vísindagrein sem rannsaki erfða- mengi manna og dýra. Hins vegar séu um þessar mundir ákveðin vatnaskil í erfðavísindum; tilkynnt hafi verið í júní sl. um mikilvægan áfanga við kortlagningu, eða rað- greiningu á erfðamengi mannsins og að fyrstu drögin að því liggi nú fyrir eftir víðtækt alþjóðasamstarf. „Raðgreining erfðamengisins er í raun einungis það að finna hver röð basanna er. Það að raðgreina erfða- mengið er því í sjálfu sér mikið afrek þar sem um er að ræða gífurlegan fjölda basa. Hinar miklu væntingar vísindamanna um heim allan yfir þessum tíðindum má þó fyrst og fremst rekja til þess sem koma skal í framhaldinu. Þegar upplýsingar þessar liggja fyrir og verða aðgengi- íegar á rafrænu formi með raðgrein- ingu er unnt að geyma þær í gríðar- stórum gagnabönkum og sækja þaðan. Við þetta hefur í raun mynd- ast nýtt fag, lífupplýsingafræði, sem gengur út á að nota tölvuforrit til þess að leita að upplýsingum í slík- um gagnabönkum. Þannig er unnt að búa til rannsóknarspurningu og fá við henni svör án þess nokkru sinni að stíga upp frá eigin tölvu, jafnvel í allt öðru landi eða annarri heimsálfu," segir hann. Genin einungis 5% erfðamengja Hans Tómas segir að þrátt fyrir að búið sé að raðgreina meirihluta erfðamengisins sé einungis vitað hvað minna en 5% þess gera í raun og veru. Eðlilega veki því mikla eft- irvæntingu að vita hvað hin 95% geri. „Um þetta hafa verið mjög skipt- ar skoðanir. Sumir telja að hinn óþekkti hluti erfðamengisins sé að mestu rusl, en aðrir benda á að flest það sem ekki hefur verið skilið í líf- vísindum gegnum tíðina hafi fengið svipaðan stimpil. Eitt af því sem vakið hefur furðu manna í kjölfar þessarar rannsókn- arvinnu er að erfðamengið virðist vera uppfullt af endurteknum röðum sem enn hafa ekkert þekkt hlutverk. Stór hluti þessara endurteknu raða er talinn vera stökkulerfðaefni, eða efni sem er eða hefur verið í hreyf- anlegum erfðaefnisbútum sem kall- aðir hafa verið stökklar." Stökklar þessir (e. transposable elements) eru taldir vera sníklar sem lifa nokkuð sjálfstæðu lífi inni í erfðamengjum manna og dýra. Sumar raðir þessar eru skyldar veiruröðum og fundist hafa stökklar sem eru hreyfanlegir og geta hopp- að milli staða í erfðamenginu, allt eftir eigin hentugleikum. Með hlið- sjón af þessu mikla magni stökkla í erfðamenginu er hins vegar athygl- isvert hve litlu af þekktum stökk- breytingum þessir stökklar virðast valda. „Hópur vísindamanna frá Col- umbia-háskólanum setti fram kenn- ingu um hýsilvarnir erfðamengis fyrir nokkrum árum. Kenning þessi olli miklu fjaðrafoki í vísindaheimin- um. Hún gengur út á að stökklarnir séu skilyrðislaust sníklar sem lifi sjálfstæðu lífi í erfðamenginu og hafi mikla möguleika til að valda skaða. í fyrsta lagi geti stökklarnir stokkið inn í gen og valdið skaða þannig en einnig geti þeir valdið tilfærslum á erfðamengisröðum vegna þess hve lfkir þeir eru hver öðrum. Hópurinn telur því að erfðamengið verji sig fyrir þessari ógn með ákveðnu varn- arkerfi sem byggist á metýleringu á DNA-bösum," segir Hans Tómas. Hann segir ennfremur að metýl- ering, sem svo er nefnd, á DNA- bösum hafi verið þekkt nokkuð lengi. Metýlering er í stuttu máli það að bæta metýl, virkum hópi sem svipar til metans, inn í sameind. Til þess að geta tengt það við annað, Síðustu þrjátíu árin hafi hún helst verið tengd þroskunarfræðilegri genastjórnun en erfitt hafi verið að finna beinar sannanir fyrir því. Ým- islegt sé þó vitað um áhrif metýler- ingar. Til dæmis sé þekkt að viðbót metýlhóps á DNA-basa á ákveðnu svæði geti hindrað tjáningu gena. „Þar sem metýlering getur nánast slökkt á genum þykir ýmsum trú- verðugt að metýlering gegni ein- hverju svipuðu hlutverki við að hindra framgang og fjölgun stökkla. Kenning þessi á sér hins vegar einn- ig sína andstæðinga. í fyrsta lagi hefur verið bent á að þetta kerfi virki greinilega ekki sérlega vel þar sem í erfðamenginu sé gríðarlegt magn stökkla. Þá má einnig nefna að metýlering er minni í kynfrumum en venjulegum frumum. Auk þess er vitað að gen eru líka oft metýleruð. Þrátt fyrir þessa miklu umræðu vísindamanna hefur engum tekist að sanna eða afsanna þessa kenningu með afgerandi hætti. Ef kenningin um hýsilvarnir væri rétt myndi sjást meiri metýlering í genum með mikið af aðlægum stökklum en genum með lítið af aðlægum stökklum. Hins vegar hefur engin einföld aðferð verið til reiðu til að meta metýler- ingu á nægilega stórum genasvæð- um til að hægt sé að setja upp rann- sókn." Þar sem ákveðnar gerðir af stökk- breytingum verða oftar á metýler- uðum svæðum var hugmynd þeirra Hans Tómasar og Jóns Jóhannesar sú að nýta stökkbreytimynstur til að meta óbeint magn metýleringar. Með því að skoða stökkbreytimynst- ur fyrir hvert gen gátu þeir því met- ið hve stór hluti stökkbreytinga staf- aði af metýleringu. Hugmyndin með rannsókninni var því að meta magn stökkla í ná- grenni gena og sjá hvort tíðni þess- ara ákveðnu stökkbreytinga væri í hlutfalli við magn stökklanna. „Eg hannaði aðferð til að útvega gen sem uppfylltu tvö skilyrði. Búið þurfti að vera að raðgreina stórt svæði í kringum genið og mikið magn stókkbreytinga þurfti að vera fyrir hendi," segir Hans Tómas. Mel i Me IW j TÁKNRÖÐ Me 1 TÁKNRÖÐp TÁKNROÐ íE_í Me Hugmyndafræðin að baki rannsókninni. Búast mætti við þvfað gen með marga aðlæga stökkla hafi mikið af metýleringu og því mikið af einkennandi stökkbreytingum. Gen með fáa aðlæga stökkla myndu aftur á móti hafa lítið af einkennandi stökkbreytingum. • Á þessu ári hefur metýlering í erfðamengi inanns- ins verið eitt heitasta rannsóknarsviðið. Sá eiginleiki metýleringar að geta hindrað tjáningu gena hefur líka vakið miklar vonir. Ef hægt væri að læra hvernig náttúrulegt kerfi slekkur á tjáningu gena myndi það hafa miklar framfarir í för með sér í iæknisfræði. Það mætti t.d. hugsa sér að hægt væri að slökkva á gölluð- um genum, veirum eða krabbameinshvetjandi genum eða kveikja á öðrum genum sem nauðsynleg væru fyrir sjúklinga. Það er því æsispennandi að fylgjast með f'ramiialdinu á rannsóknum á metýleringu í erfðamengi mannsins sem og að sjá hvaða hlutverki stökklar gegna í því samhengi. Þetta var gert gegnum NCBI- vefsíðuna (National Center for Bio- technology Information) og vefsíðu stökkbreytibankans Human Gene Mutation Database (HGMD) í Card- iff. Þegar Hans hafði borið saman hvaða gen höfðu meira en 10 stökk- breytingar og að minnsta kosti 1000 basapara aðlæga enda til reiðu hafði hann tæplega 60 gen í rannsóknar- hópi sínum. „Ég sótti því upplýsingar um basaröðina frá NCBI. Stundum voru genin í mörgum pörtum og þurfti ég þá að skeyta þeim saman. Til þess að gera genaraðirnar samanburðar- hæfar stytti ég enda hverrar raðar. Eg sendi síðan raðirnar í netþjón sem leitar uppi stökkla í röðunum. Ég taldi líka stökkbreytingar sem urðu vegna metýleringar í stökk- breytibankanum. Þannig gat ég myndað tvo stuðla fyrir hvert gen; stuðul sem gaf til kynna hlutfallslegt magn stökkla á svæðinu og stuðul sem gaf til kynna tíðni metýltengdra stökkbreytinga." Verður hægt að slökkva á gölluðum genum? Þegar hugað var að niðurstöðum rannsóknarinnar var hafist handa við að meta hve vel stökkbreytitíðn- in sagði fyrir um metýleringu. Komu niðurstöðurnarar vel heim og saman við niðurstöður annarra sem metið hafa metýlmagn með tilraunum. Hins vegar bentu niðurstöður Hans og Jóns til þess að engin fylgni væri milli heildarmagns stökkla og metýl- stökkbreytinga. Þeir skiptu því stökklunum niður í fjölskyldur og báru magn þeirra kerfisbundið sam- an við tíðni metýlstökkbreytinga en engin þeirra sýndi marktæka fylgni. „Við teljum þetta vera eitt lóðið á vogarskálarnar til að hrekja þá kenningu sem vísindamennirnir við Columbia-háskólann höfðu áður sett fram um þessi mál. Fleiri greinar hafa birst í ár með niðurstöðum sem hníga í sömu átt. Niðurstöður okkar benda einnig til að metýlering geti dregið úr óstöðugleika erfðamengis- svæða. Óstöðugleiki gæti þannig frekar verið tengdur lítilli metýler- ingu en miklu magni stökkla. Við teljum það vera mjög gagn- legt að komast nær því hvaða hlut- verki metýlering gegnir. Á þessu ári hefur metýlering í erfðamengi mannsins verið eitt heitasta rann- sóknarsviðið. Sá eiginleiki metýler- ingar að geta hindrað tjáningu gena hefur líka vakið miklar vonir. Ef hægt væri að læra hvernig náttúru- legt kerfi slekkur á tjáningu gena myndi það hafa mfklar framfarir í för með sér í læknisfræði. Það mætti t.d. hugsa sér að hægt væri að slökkva á gölluðum genum, veirum eða krabbameinshvetjandi genum, eða kveikja á öðrum genum sem nauðsynleg væru fyrir sjúklinga. Það er því æsispennandi að fylgjast með framhaldinu á rannsóknum á metýleringu í erfðamengi mannsins sem og að sjá hvaða hlutverki stökklar gegna í því samhengi." Lrf og starf visinda- mannsins heillandi Hans Tómas segist hafa verið við- loðandi rannsóknir allt sitt háskóla- nám. Hann vann fyrstu tvö sumrin með námi undir handleiðslu Sig- mundar Guðbjarnasonar prófessor með styrk frá Nýsköpunarsjóði námsmanna. Á þriðja námsárinu fór hann sem skiptinemi í einn vetur til Iowa-ríkis í Bandaríkjunum og vann þar á rannsóknarstofu. Hann segir í r
Blaðsíða 1
Blaðsíða 2
Blaðsíða 3
Blaðsíða 4
Blaðsíða 5
Blaðsíða 6
Blaðsíða 7
Blaðsíða 8
Blaðsíða 9
Blaðsíða 10
Blaðsíða 11
Blaðsíða 12
Blaðsíða 13
Blaðsíða 14
Blaðsíða 15
Blaðsíða 16
Blaðsíða 17
Blaðsíða 18
Blaðsíða 19
Blaðsíða 20
Blaðsíða 21
Blaðsíða 22
Blaðsíða 23
Blaðsíða 24
Blaðsíða 25
Blaðsíða 26
Blaðsíða 27
Blaðsíða 28
Blaðsíða 29
Blaðsíða 30
Blaðsíða 31
Blaðsíða 32
Blaðsíða 33
Blaðsíða 34
Blaðsíða 35
Blaðsíða 36
Blaðsíða 37
Blaðsíða 38
Blaðsíða 39
Blaðsíða 40
Blaðsíða 41
Blaðsíða 42
Blaðsíða 43
Blaðsíða 44
Blaðsíða 45
Blaðsíða 46
Blaðsíða 47
Blaðsíða 48
Blaðsíða 49
Blaðsíða 50
Blaðsíða 51
Blaðsíða 52
Blaðsíða 53
Blaðsíða 54
Blaðsíða 55
Blaðsíða 56
Blaðsíða 57
Blaðsíða 58
Blaðsíða 59
Blaðsíða 60
Blaðsíða 61
Blaðsíða 62
Blaðsíða 63
Blaðsíða 64

x

Morgunblaðið

Beinir tenglar

Ef þú vilt tengja á þennan titil, vinsamlegast notaðu þessa tengla:

Tengja á þennan titil: Morgunblaðið
https://timarit.is/publication/58

Tengja á þetta tölublað:

Tengja á þessa síðu:

Tengja á þessa grein:

Vinsamlegast ekki tengja beint á myndir eða PDF skjöl á Tímarit.is þar sem slíkar slóðir geta breyst án fyrirvara. Notið slóðirnar hér fyrir ofan til að tengja á vefinn.