Julk. 1.4.2020, (MM) Loc. N/A. Mustikka, ruutana ja sudenkorento tuskin lienevät tavanneet toisiaan – ennenkuin muutama vuosi sitten, tosin vain bitteinä tutkimuslaboratorion tietokoneruuduilla. Ensitreffeillä olivat läsnä ainoastaan kolmikon genomit. Perinnöllisyystutkimus on viime vuosina harpponnut kukonaskelin eteenpäin ja tuloksia alkaa näkyä. Olkoon yhtenä tuoreena esimerkkinä etelä-korealainen pieni tutkimuslaboratorio, jossa viikossa pystyttiin valmistamaan testi, jolla voidaan saada selville, onko henkilö altistunut koronavirukselle eli onko hänen kehonsa vasta-ainetuotanto jo käynnistynyt. Itse virusta ei laboratoriolle toimitettu, ainoastaan sen perimä – bitteinä. Viikossa siis.
Kun ihmisiltä kysytään, millaisia ominaisuuksia he haluaisivat itselleen, vastausten punaisena lankana ovat monet vahvuudet – jopa Teräsmiehelle ominaiset kyvyt ja ominaisuudet. Otsikon kolmikolla on evoluution aikana toisistaan riippumatta kehittynyt ominaisuuksia, jotka ovat taanneet niille menestymisen mahdollisuuksia hyvinkin vaativissa ilmastollisissa olosuhteissa. Mitä, jos joitain ominaisuuksista yhdistettäisiin! Ja juuri näin on onnistuttu tekemään ja nyt ovat Etelä-Karjalassa suoritettavat kenttäkokeet jo loppusuoralla.
Superfoodina tunnetun mustikankin sadot vaihtelevat monesta syystä, joista yksi on säiden epävarmuus. Kukinnan aikainen halla, pölyttäjien puute, pitkään jatkunut kasvukauden kuivuus jopa liika sateisuuskin voivat kukin yksinään aiheuttaa laajojen alueiden sadon menetyksen. Sadot ovat tietysti vaihdelleet ennenkin, mutta nyt rajukin vaihtelu on yhä todennäköisempää tilanteessa, jossa marjan tarve ja kysyntä kasvavat joka puolella maailmaa.
Kenttäkokeiden kohteena oleva mustikka kukassa jossain E-K:ssa. Kuvattu 1.4.20.
Tarvitaan siis mustikka, joka sietää säänvaihteluja ja erityisesti kukintavaiheessa muutaman asteen pakkastakin, saavuttaa kukinnasta laskien satokypsyyden parissa-kolmessa viikossa ja säilyy keräyskuntoisena useamman viikon ajan. Ja mikä olennaisinta sadon onnistumiselle: kasvi on saatava heräämään ja kukkimaan oikeana ajankohtana. Yhtä tärkeää on saada pölyttäjätkin oikea-aikaisesti nousemaan siivilleen talvihorroksestaan. Sitkeydestään huolimatta luonnonmustikka ei aivan täytä nykyoloissa vaadittavia ominaisuuksia, jos vaatimukseksi asetetaan satovarmuus eivätkä pölyttäjätkään pörrää kukissa, jos yllättäen tulee kylmä jakso.
Luonnonmustikka ja muunneltu mustikka viihtyvät keskenään. Ristipölytys on epätodennäköistä, koska kukinta tapahtuu eri aikaan.
Annetaan puheenvuoro vielä toistaiseksi vain pienen piirin tuntemalle projektin vetäjälle, UEF:n odorologian dosentti Heikki ”Sniffer” Nasuselle. Hän kertoo tulleensa nykyiseen tehtäväänsä oman perimänsä ohjaamana. ”Minulla on erityisen hyvä haju- ja makuaisti ja olen oppinut arvostamaan erityisesti eri kasvien hienon hienoja tuoksu- ja makuvivahteita, joiden syntyyn vaikuttavat monet seikat, myös kasvien erilaiset DNA:t. Tästä oli minulle lyhyt harppaus nykyisin jo arkipäiväistyneeseen perinnöllisyystutkimukseen, joka on ollut tämänkin projektin ytimessä. Olen aina myös uskonut monitieteisyyden voimaan ja pragmatistiseen lähestymistapaan. ”The proof of the pudding is in the eating”, kuten Puntalassa sanotaan – käytäntö kertoo, onko onnistuttu. Ja mustikkaa laitoin ensi kerran suuhuni taaperoikäisenä ja vielä aikuisiälläni kesän huippuhetkiä on löytää hyvä marjapaikka. Haluan, että tulevien sukupolvien on mahdollista nauttia myös vastapaistetusta mustikkapiirakasta. Tutkimusryhmässämme on biologeja, meteorologeja, kemistejä, insinöörejä. Viimeisimpinä ovat tulleet mukaan ohjelmoinnin, aerodynamiikan, miniatyyristämisen ja GPS-paikannuksen erikoisosaajat. Ja lisää erikoisosaajia tarvitaan myös jatkossa, sillä tämä projekti on vasta alkua.” (Tästä ehkä enemmän myöhemmissä jutuissamme.)
– Ruutana selviää talven pohjaan asti jäätyneissä jopa hapettomissa lammikoissa. Kasvukauden aikana sen maksaan muodostuu glykogeeni-hiilihydraattia. Glykogeeni muuttuu kalan elimistössä puhtaaksi etyylialkoholiksi, jonka tuottaman energian varassa kala sinnittelee kuukausitolkulla odottaen jäiden sulamista. Tätä prosessia hallitseva geenisekvenssi on nyt onnistuttu siirtämään kimalaiseen, minkä ansiosta kimalaisen suonisto ei jäädy ja se pystyy ”käynnistymään” ja toimimaan myös pakkasessa ilman, että se vaurioituisi. (Tosin suunnistuskyky hieman kärsii, mihin ongelmaan ollaan kehittämässä kimalaiselle cyborgipohjaista paikannussatelliitteja hyödyntävää navigointijärjestelmää. Ongelmana on periaatteessa enää laitteen koko, kun ohjelmistopuolen ongelmat on saatu ratkaistua.)
– Mutta käynnistyminen ei tapahtuisi ilman toista geenimuunnosta. ”Virtalukon avain”, jos näin maallikon kielellä asian ilmaisisi, on taas saatu sudenkorennolta, joka voi elää vuosikaudet järvessä odottaen sopivaa lämmintä parin viikon jaksoa, jonka aikana se ehtii lisääntyä. Tutkimusryhmä onnistui eristämään kaksi ohjausgeenijaksoa, joista toinen geenijakso ohjasi sensoreita, jotka reagoivat veden pienen pieniin kemiallis-fysikaalisiin muutoksiin, jotka puolestaan ennakoivat suotuisan sääjakson tuloa. Toisen geenijakson hallitsemat sensorit puolestaan reagoivat ensiksimainittujen sensoreiden tuottamiin signaaleihin ja käynnistivät lopulta toukan metamorfoosin signaalivoimakkuuksien ylittäessä tietyn kynnysarvon.
Geenimanipuloinnin tuloksena kimalainen saatiin aluksi ”käynnistymään” eli lähtemään lentoon samojen kemiallis-fysikaalisten parametrien täyttyessä kuin mitä tarvittiin sudenkorennon muodonmuutoksen alkamiseksi. Vaikka tätäkin virstanpylvästä juhlittiin yhtenä läpimurtona, niin tutkimusryhmässä katsottiin, että käytännön syistä pitäisi käynnistymisen tapahtua pelkästään kemialliselta pohjalta. Näin myös edettiin ja lopulta onnistuttiinkin kehittämään parissa tunnissa biohajoava kemiallinen yhdiste, joka voidaan levittää turvallisesti luontoon. Yhdiste liukenee sekä veteen että moniin yhdisteisiin, joiden jäätymispiste on huomattavastikin nollan alapuolella. Käytettävän sekoitteen pitoisuus on myös alhainen, 0,0025mmol/l.
Ja yllätys, yllätys. Myös mustikan geenimuokkauksessa onnistuttiin käyttämään samoja sudenkorennon sekä että ruutanan geenejä kuin kimalaisenkin kohdalla. Näin siis onnistuttiin luomaan tilanne, jossa horrostavat kimalaiset saadaan nousemaan siivilleen ja mustikka heräämään kukkimaan samanaikaisesti sen jälkeen, kun alueelle on levitetty laukaisevaa yhdistettä. Meteorologien tehtäväksi jää suotuisan sääjakson ennustaminen, jota tehtävää helpottaa se seikka, että mustikan ja kimalaisen sääolosuhteiden toleranssi on ruutanalta saatujen geenijaksojen ansiosta luonnonkantoja suurempi.
Sekä laboratorion sijainti ja toiminta sekä kenttäkoealue ovat olleet tarkasti vartioituja
Tutkimusryhmä on toiminut toistaiseksi julkisuudelta suojassa, mutta jossain vaiheessa voidaan kehitetyt genomit ja koetoiminnassa saadut tulokset luovuttaa kaikkien käyttöön ns. Creative Commonsin pohjalta. Koronapandemian vuoksi ensimmäiset mustikantaimet, tuunatut kimalaiset sekä kemiallinen ruiskute tulevat myyntiin vasta kesäkuun puolella, jolloin toivottavasti vielä valtalajina olevan luonnonmustikan kasvukausi on hyvässä käynnissä. Palaamme tällä sivustolla aiheeseen myöhemmin.