Uutiset Ilmasto, Maatalous, Talous, Ympäristö

Luonnonvarakeskuksen (Luke) tutkimusryhmä on kartoittanut poron perimän eli genomin. Tutkijat tunnistivat porolta useita geenejä, joiden tuottamien ominaisuuksien avulla eläin on sopeutunut arktisen alueen luonnonoloihin.

Luken tutkimusryhmä sekvensoi eli tunnisti poron (Rangifer tarandus) koko genomin, nimesi geenit ja määritteli niiden toiminnot. Työn tuloksena muodostui poron referenssi- eli vertailugenomi, johon voidaan jatkossa verrata poron ja sen villien lähisukulaisten eli eri peuralajien sekä karibun geeninäytteitä.

Kuva: Juha Kantanen

Tutkimuksen mukaan poron perimän koko on lähes kolme miljardia emäsparia, ja tutkijat tunnistivat siitä yli 27 000 geeniä. Poron genomin kartoituksesta kertova artikkeli julkaistiin kesäkuun alussa arvostetussa Scientific Reports -julkaisusarjassa.

Genomimenetelmiä on hyödynnetty pitkään monien kotieläinten tutkimuksissa, mutta poron osalta tutkimus on vasta aluillaan. Poron vertailugenomi on ensimmäinen suomalaisen tutkimusryhmän julkaisema ja koordinoima nisäkäslajin referenssigenomi. Lukessa sekvensoidaan parhaillaan myös suomenlampaan referenssigenomia.

Luken tutkimusryhmän yhteistyökumppaneita poron perimän kartoituksessa olivat Norjan ympäristö- ja biotieteellinen yliopisto (Norges miljø- og biovitenskapelige universitet) ja kiinalainen BGI-Genomics -yhtiö. Tutkimuksen rahoittivat Suomen Akatemia ja Luke.

Referenssigenomi luo pohjan geenianalyyseille

Tutkimuksen johtaja, tutkimusprofessori Juha Kantanen Lukesta kertoo, että poron referenssigenomi on tärkeä perusta genetiikan tutkimuksille ja eläinjalostukselle. Se on eräänlainen tietokirjasto tai kartta poron geeneistä tehtävälle analyyseille.

– Genomitutkimuksen avulla voidaan arvioida eri porotokkien monimuotoisuutta, joka edistää porokantojen elinvoimaisuutta. Lisäksi genomitutkimus valottaa porojen kesytyshistoriaa ja auttaa esimerkiksi metsäpeurojen tarkassa lajintunnistuksessa, hän havainnollistaa.

Luken tutkimusryhmä kokosi poron referenssigenomin sekvensoimalla sodankyläläisen Juhani Maijalan hirvasporon DNA-näytteen. Näytteelle tehtiin työläs de novo -sekvensointi, jotta referenssigenomista saatiin riittävän kattava. Geenien tunnistamisessa käytettiin hyväksi viiden muun nisäkkään hyvin tunnettuja referenssigenomeja, muun muassa ihmisen ja koiran.

Referenssigenomin lisäksi sekvensoitiin 23 poroeläimen genomit näytteistä, jotka tutkimusryhmä sai kansainvälisiltä yhteistyökumppaneilta. Näytteitä saatiin muun muassa Norjan, Huippuvuorten, Novaja Zemljan ja Jamalin niemimaan poroista ja villipeuroista sekä Alaskan karibusta.

Geenit kertovat eläimen evoluutiosta

Poron genomi kertoo tutkijoille eläimen evoluutiosta ja kesytyshistoriasta. Luken tutkijat löysivät porolta geenejä, jotka ovat auttaneet eläintä sopeutumaan voimakkaasti arktisen alueen vaativiin luonnonoloihin. Esimerkiksi poron silmän verkkokalvo on sopeutunut sekä kaamokseen että yöttömään yöhön, ja hajuaistia tehostavat geenit auttavat poroa löytämään ravintoa lumikinosten alta.

Kuva: Mervi Honkatukia

– Löysimme myös geenit, jotka vaikuttavat sisäsyntyiseen vuorokausirytmiin, eläinmaailman nopeimmin kasvavaan sarvikudokseen, voimakkaaseen D-vitamiiniaineenvaihduntaan ja kykyyn sietää kylmyyden aiheuttamaa kipua, Kantanen listaa.

Perimän tutkimus osoitti, että poro on kesytetty villipeurasta vähintään kahteen otteeseen, sillä Fennoskandian porojen genomi eroaa hieman niiden sukulaisista Siperiassa ja Alaskassa. Kantanen arvelee, että viime jääkauden aikana eläinten populaatiot ovat löytäneet turvapaikat eri puolilta Euraasian mannerta.

– Jääkausi on jättänyt merkkinsä myös muulla tavoin poron perimään. Viimeisin jääkausi yli 10 000 vuotta sitten supisti huomattavasti poron villin kantalajin eli tunturipeuran perinnöllistä monimuotoisuutta. Radikaalilla ilmastonmuutoksella on siis iso vaikutus villieläinten perimän monimuotoisuuteen, Kantanen tulkitsee.

Weldenegodguad, M., Pokharel, K., Ming, Y. et al. Genome sequence and comparative analysis of reindeer (Rangifer tarandus) in northern Eurasia. Sci Rep 10, 8980 (2020). https://doi.org/10.1038/s41598-020-65487-y

Yläosan kuva: Mervi Honkatukia

Katso myös