Maaülikooli teadlased järjestasid ahvena genoomi

Maailma kõige põhjalikumalt uuritud ahven on pärit Loosalu rabajärvest. Foto: Töörühma erakogu

Ajakirjas «G3: Genes, Genomes, Genetics» äsja avaldatud uuringus järjestasid Eesti maaülikooli teadlased koostöös Turu ülikooli kolleegidega ahvena (Perca fluviatilis) genoomi, mis on inimese genoomist kolm korda väiksem, kuid sisaldab sellegipoolest umbes miljardit nukleotiidi ja üle 23 000 geeni. 

Uuritud ahven pärines tumedaveelisest Loosalu järvest, mis asub Raplamaal keset rabasid. Teadustöö tulemused võimaldavad teadlastel üle kogu maailma mõista paremini loodusliku valiku mõju genoomile.

Ahven on väga laialt levinud kalaliik nii Eestis kui kogu Euraasias. Tema levila ulatub Briti saartelt Venemaa Kaug-Idani. Liik on võimeline elama ja edukalt paljunema äärmuslikes keskkonnatingimustes. Seetõttu võib ahvenat leida nii vähetoitelistest ja selgeveelistest järvedest, riimveelisest Läänemerest kui ka happelistest ja tumedaveelistest rabajärvedest, kus teised kalaliigid ellu jääda ei suuda. Samas ei ole siiani teada, millised geneetilised mehhanismid on aidanud ahvenal kohastuda niivõrd erinevate elutingimustega.

Ahven on tähtis lüli veekogude toiduahelas. Hiljuti avastati, et triibulisel uimekandjal on suur mõju järvede metaaniringele. Nimelt võib ahven toiduahela muutuste kaudu vähendada metaani eritumist järve ligi kümme korda. Kuna metaan on süsihappegaasist märksa suurema mõjuga kasvuhoonegaas, on ahvenal täita ka oma roll kliima soojenemise vähendamisel.

«Just seepärast on eriti oluline mõista ahvena geneetiliste kohastumiste mehhanisme (humiinainete rikastes) hapnikuvaestes rabajärvedes, kus metaani eritumine on suurim ning ahven on sageli ainus kalaliik,» ütles uuringut juhtinud kalateadlane, Rootsi põllumajandusteaduste ülikooli professor ja maaülikooli vanemteadur Anti Vasemägi.

Vasemägi sõnul kujutab järjestatud genoom tähtsat verstaposti nii Eesti kui ka rahvusvahelises kontekstis. «Võrreldes varem uuritud kalaliikidega on meie poolt järjestatud ahvena genoom kõrge kvaliteediga, kuna kasutasime uudset metoodikat, mis põhineb pikkade DNA molekulide eraldi märgistamisel ning lühikeste järjestuste määramisel,» kirjeldas Vasemägi.

Teadlase sõnul võimaldab kasutatud tehnoloogia kiirelt, suhteliselt odavalt ning täpselt järjestada isegi suuri genoome. Selle käigus jagatakse genoomi kokku sobitamise äärmiselt keeruline ülesanne miljoniks väiksemaks pusleks. Seetõttu on viimaks võimalik korraldada eri kalaliikide kogu genoomi katvaid uuringuid. Vasemägi lisas, et kõige lihtsam on genoomi suurusest aimu saada siis, kui teisendada selle mõõdud inimesele selgesti mõistetavaks.

«Kui kujutada ette, et ühe aluspaari pikkus on millimeeter, ulatuks ahvena genoom Tartust Berliini,» märkis teadlane. Ta lisas, et töörühma järgmine eesmärk on leida üles genoomi Tartu-Berliini teel piirkonnad ehk kilomeetripostid, mis kannavad endas loodusliku valiku jälgi.

Lisaks on ahven oluline püügiobjekt harrastajatele ja kutselistele kaluritele. Näiteks on kala hõrgu maitse tõttu hakatud seda kasvatama ka mitmel pool Euroopas. «Ahvena genoomi järjestamine võimaldab teadlastel kiiremini kaardistada just need genoomi piirkonnad, mis mõjutavad kala kasvukiirust, suguküpsuse saabumise aega, haigusresistentsust ja teisi vesiviljeluses olulisi tunnuseid,» selgitas uuringus osalenud maaülikooli vesiviljeluse õppetooli juht professor Riho Gross.

Ahvena genoomi järjestamine lihtsustab samasuguste uuringute tegemist Põhja-Ameerikas, kus on laialt levinud meie ahvena lähisugulane, kollane ahven (Perca flavescens). Ahvena genoomi järjestamine kujutab endast ainult esimest sammu mõistmaks, millised evolutsioonilised mehhanismid on ahvenast teinud ühe kõige edukama ja laialt levinud kalaliigi Euraasia parasvöötmes, lõpetas Vasemägi.

Läbiviidud uuringut toetas Eesti teadusagentuur (IUT8-2) ja Soome akadeema.