Epigeneettinen ohjelmointi voi olla osa tulevaisuuden kotieläintuotantoa

Epigenetiikan kantava ajatus on, että yksilön perimässä voi tapahtua pysyviä ja periytyviäkin muutoksia ilman, että itse DNA muuttuu. Ilmiön esiinmarssi on avannut uusia näköaloja paitsi lääketieteessä, myös maatalouden ja kotieläintuotannon näkökulmasta. Koska tutkimusala on hyvin uusi, käytännön sovelluksiin on vielä matkaa.

Geenit määräävät kohtalomme, eikä niihin kirjoitettua voi jälkikäteen muuttaa. Jos satuit saamaan vanhemmiltasi huonot geenit, asialle ei ole enää mitään tehtävissä. Oikein huonolla tuurilla siirrät huonot geenit omille lapsillesi ja lastenlapsillesi. Näin olemme tottuneet ajattelemaan ja näin asioiden laita pitkälti onkin. Varsin tuore tieteenhaara, epigenetiikka, asettaa kuitenkin asian uuteen valoon.

Epigenetiikka tutkii sitä, miten ympäristötekijät vaikuttavat geenien ilmenemiseen, mitä perimälle tapahtuu yksilön elämän aikana, ja siirtyvätkö perimän mahdolliset muutokset myös jälkipolville.

Kreikan kielen sana “epi” tarkoittaa “päällä” eli kirjaimellisesti epigenetiikka on genetiikkaa, joka tulee varsinaisen genetiikan päälle tai lisäksi.

Epigeneettiset muutokset synnyttävät solujen DNA:han epigeneettisiä merkkejä. Yleensä nämä purkautuvat sukusolujen muodostuessa, toisin kuin mutaatiot, mutta joissakin tapauksissa ne voivat myös periytyä seuraaville sukupolville. Merkit eivät muuta DNA:n emäsjärjestystä, mutta määrittelevät sitä, mitkä geenit toimivat, missä, milloin ja miten.

Epigeneettiset merkit voivat käynnistää, sammuttaa, vaimentaa tai voimistaa geenien toimintaa tilanteen mukaan, kuten virtakatkaisija, joka kytkee geenin päälle ja pois tai volyyminuppi, joka säätelee sitä, millä voimakkuudella geeni toimii.

Epigeneettinen tutkimus on kallista mutta tarpeellista

Professori Raija Tahvonen Maa- ja elintarviketalouden tutkimuskeskuksesta tutkii työkseen ihmisen genomista ravitsemusta sekä ravintoaineiden vaikutusta geenien säätelyyn ja elintapasairauksiin.

Hänen mukaansa tutkimustulokset maailmalta viittaavat siihen, että raskauden aikana aliravitun äidin jälkeläisillä on aikuisina suurempi riski lihoa ja sairastua vaikkapa metaboliseen oireyhtymään tai syöpään. Jälkeläisen kannalta yhtä haitallista on odottavan äidin liikaravitsemus, joka on nykypäivänä yleinen ongelma. Tämä kierre pitäisi saada jotenkin katkaistuksi, Tahvonen toteaa. Yllättävää on, että myös isän lihavuus sekä sukusolujen laatu vaikuttavat jälkeläisen lihavuuteen ja isän puolelta näyttäisi tulevan myös insuliiniresistenssi.

Aihepiiriä on ollut tarkoitus tutkia käytännön sikakokeella, jonka rahoitus puuttuu toistaiseksi. Siat muistuttavat aineenvaihdunnaltaan ihmistä, mutta sukupolviväli on huomattavasti lyhyempi, joten kolmen sukupolven koe vertailuryhmineen onnistuisi kohtuullisessa ajassa. Odottavien äitien sijaan olisi tarkoitus altistaa tiineitä emakoita erilaisille dieeteille ja katsoa, kuinka tämä vaikuttaa jälkeläisten lihomiseen ja terveyteen.

Ihmisravitsemuksen kannalta olisi myös kiinnostavaa katsoa, pystytäänkö esimerkiksi terveellisellä ravinnolla katkaisemaan negatiivinen kierre jälkeläisten osalta, mutta ensin pitäisi nähdä, tapahtuuko sioilla todella epigeneettistä ohjelmointia yli sukupolvien. Vasta sen jälkeen voitaisiin kokeilla, pystyvätkö esimerkiksi kasvisten ja marjojen tietyt yhdisteet ainakin osittain purkamaan geeneihin syntyneitä haitallisia epigeneettisiä koodeja. Sikanäkökulmasta olisi kiinnostavaa, kuinka lihavan emakon porsas tulisi ruokkia, jotta siitä ei tulisi lihavaa, Tahvonen pohtii.

Hän huomauttaa, ettei ole kotieläintuotannon asiantuntija vaan lähestyy epigenetiikkaa ihmisravitsemuksen näkökulmasta, mutta on tutkimussuunnitelmaa laatiessaan joutunut perehtymään ruokinnan epigeneettisiin vaikutuksiin myös sioilla.

Tiedetään, että sikiön lihassolujen määrä määräytyy tiineysaikana, osittain perimän mutta myös epigeneettisen ilmiön vuoksi. Emakon ruokinta vaikuttaa paitsi porsaan lihassolujen määrään, myös sian rasvoittumistaipumukseen myöhemmin kasvatusaikana. Tiineyden alkuvaiheessa aliravitun emakon porsaista suurin osa myös kehittää runsaasti rasvasoluja. Näin porsaat pyrkivät ennakoimaan mahdollista tulevaa ravintopulaa, aivan kuten ihmiselläkin tapahtuu, Tahvonen valottaa.

“Tällä hetkellä emakoiden syöntiä rajoitetaan erityisesti tiineyden loppuvaiheessa, jotta ei tulisi jalkaongelmia. Tämän seurauksena emakko saattaa olla aliravittu lähtiessään seuraavaan tiineyteen ja kun energiatasapaino ei ole optimaalinen, tulee sitten niitä rasvaisia possuja.”

Emakoiden jalkaongelmiin Tahvonen tuo humaania näkökulmaa:

“Johtuvatko emakoiden jalkaongelmat osittain siitä, etteivät ne karsinassa saa juurikaan liikuntaa ja jalkaongelmia tulee, kun paino nousee? Jos liikunta on ihmiselle tärkeää, miksi se ei olisi sitä myös sialle.”

Vaikka rahoitusta tutkimukselle ei ole toistaiseksi herunut, suunnitelmaa ei suinkaan ole haudattu. Kaksi miljoonaa euroa on pientä sen rinnalla, mikä kuluu lihavuuden ja diabeteksen hoitoon vuositasolla, Tahvonen vertailee.

Hän uskoo, että tuloksia voitaisiin hyödyntää myös sianlihantuotannossa. Emakon täsmäruokinta epigeneettisestä näkökulmasta käsin voisi parhaimmillaan tuottaa enemmän hyvinvoivia porsaita ja lihakkaampia ruhoja, mikä olisi sekä tuottajan että teollisuuden etu. Hyötyjen kokonaistaloudellinen ennustaminen on vaikeaa, sillä tarkastelussa on otettava huomioon monia tekijöitä ja myös mahdollisuus, että vaikutukset kertautuvat useammassa sukupolvessa.

“En suoraan osaa sanoa, kuinka monta kiloa lihaa saataisiin lisää teuraspainoiseen sikaan, mutta todennäköisesti jonkin verran”, Tahvonen arvioi.

Teksti: Tiina Kolunsarka

Lue koko mittava artikkeli KMVETin numerosta 3/2014