Jyväskylän yliopisto

Poikasten altistuminen raskasmetalleille muuttaa geenien säätelyä talitiaispopulaatioissa

Jaa
Epigeneettiset muutokset ovat eräs mekanismi, jolla luonnonpopulaatiot sopeutuvat ympäristönmuutoksiin. Epigeneettiset muutokset kuten DNA:n metylaatio eivät suoraan muuta DNA:n rakennetta, mutta säätelevät geenien ilmentymistä. Kaksi tuoretta tutkimusta osoitti, että poikasten altistuminen ympäristön metalleille, lyijylle ja arseenille, vaikuttaa talitiaisten genomin metylaatiotasoihin. Tämä voi vaikuttaa geenien ilmenemiseen ja siten mahdollisesti joko auttaa sopeutumaan saastuneeseen elinympäristöön tai johtaa haitallisiin, jopa pitkäaikaisiin muutoksiin.
Tutkimukset osoittivat, että talitiaisten poikasten altistuminen lyijylle ja arseenille vaikuttaa genomin metylaatiotasoihin. Kuva: Mostphotos
Tutkimukset osoittivat, että talitiaisten poikasten altistuminen lyijylle ja arseenille vaikuttaa genomin metylaatiotasoihin. Kuva: Mostphotos

Geenit koodaavat elämää. Geenien ilmenemistä säätelevät niin sanotut epigeneettiset markkerit, jotka kiinnittyessään DNA-molekyyliin voivat estää tai lisätä geenituotteen valmistusta. Markkereita ovat esimerkiksi DNA:han kiinnittyvät metyyliryhmät. Monien ympäristötekijöiden tiedetään vaikuttavan DNA:n metylaatioon eli metyyliryhmän kiinnittymiseen DNA:han.

Liikenteestä, teollisuudesta ja kaivostoiminnasta johtuen metallien määrä ympäristössämme on kasvanut. Metallit ovat pysyviä, ja siksi vaikuttavat pitkään senkin jälkeen, kun päästölähde on hävinnyt. Toinen tutkimuskohteena olleista metalleista, arseeni, on luokiteltu yhdeksi haitallisimmista ympäristömyrkyistä.

Metallien vaikutuksia eliöihin, muun muassa geenien säätelyä, on tutkittu tavallisesti laboratorioiden malliorganismeilla. Tutkimuksissa pitoisuudet ovat usein korkeampia kuin ne, joille eliöt altistuvat luonnonympäristöissä. Lajit myös reagoivat saasteisiin hyvin eri tavalla, joten tulokset eivät välttämättä ole yleistettävissä.

”Tiedämme, että kehittyvät yksilöt ovat erityisen herkkiä ympäristön saasteille, ja nämä varhaiskehityksen vaikutukset voivat olla pitkäaikaisiakin. Emme kuitenkaan täysin ymmärrä, miksi näin on. Epigeneettiset muutokset ovat tässä yksi mahdollinen mekanismi”, toteaa apulaisprofessori Suvi Ruuskanen bio- ja ympäristötieteen laitokselta Jyväskylän yliopistosta.

Ympäristö muokkaa epigeneettistä koodia myös alkionkehityksen jälkeen

Kansainvälinen tutkijaryhmä selvitti nyt kokeellisesti, miten altistuminen pienille määrille arseenia tai lyijyä vaikuttaa poikasten DNA:n metylaatioon. Metallitasot vastasivat luonnonoloja eli esimerkiksi Keski-Euroopan saastuneilta alueita mitattuja metallitasoja.

”Vertasimme näitä tuloksia Harjavallan kuparisulaton saastuneelta alueelta tiaisten poikasista kerättyyn, vastaavaan aineistoon. Siellä linnut altistuvat erilaisille metalleille, mutta usein myös laadultaan ja määrältään huonommalle ravinnolle”, kertoo Harjavallan tutkimusalueella pitkään työskennellyt yliopistonlehtori Tapio Eeva Turun yliopiston biologian laitokselta.

Tutkimuksessa havaittiin, että arseenille altistuminen vaikutti kehitykseen liittyvien geenien DNA-metylaatioon. Lyijylle altistuminen vaikutti erityisesti hermoston kehitykseen liittyviin geeneihin. Tutkijat havaitsivat myös, että Harjavallan saastuneelta alueelta peräisin olevat poikaset erosivat muista eniten. Tämä voi johtua joko metallien suorasta vaikutuksesta, tai metallien vaikutuksesta ympäristöön, esimerkiksi lintujen ravintoon.

”Aiemmin on tutkittu melko paljon alkionkehityksen aikaisia muutoksia DNA:n metylaatiossa, mutta tuloksemme vahvistavat, että ympäristö muokkaa epigeneettistä koodia myös myöhemmässä vaiheessa. Nähtäväksi jää, kuinka pysyviä muutokset ovat”, kertoo tutkija Veronika Laine Helsingin yliopiston Luonnontieteelliseltä keskusmuseolta.

Linkki tutkimukseen, joka julkaistiin Environmental Science and Technology -julkaisusarjassa kesäkuussa 2021: https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.0c08621

Linkki tutkimukseen, joka julkaistiin Epigenetics-julkaisusarjassa elokuussa 2021: https://www.tandfonline.com/doi/full/10.1080/15592294.2021.1943863

Projektin tutkimusresursseista ovat pääosin vastanneet Turun ja Jyväskylän yliopistot sekä Hollannin ekologinen instituutti (Netherlands Institute of Ecology, Wageningen). Tutkimukset ovat saaneet rahoitusta Koneen säätiöltä, Suomen Akatemialta, Turun yliopistosäätiöltä ja Suomen kulttuurirahastolta.

Lisätietoa:
Suvi Ruuskanen, Jyväskylän yliopisto, suvi.k.ruuskanen@jyu.fi, puh. +358 50 516 4725
Tapio Eeva, Turun yliopisto, teeva@utu.fi
Veronika Laine, Helsingin yliopiston Luonnontieteellinen museo, veronika.laine@helsinki.fi

https://www.jyu.fi/fi

Avainsanat

Yhteyshenkilöt

Kuvat

Tutkimukset osoittivat, että talitiaisten poikasten altistuminen lyijylle ja arseenille vaikuttaa genomin metylaatiotasoihin. Kuva: Mostphotos
Tutkimukset osoittivat, että talitiaisten poikasten altistuminen lyijylle ja arseenille vaikuttaa genomin metylaatiotasoihin. Kuva: Mostphotos
Lataa

Tietoja julkaisijasta

Jyväskylän yliopisto
Jyväskylän yliopisto
PL 35
40014 Jyväskylä

http://www.jyu.fi

Jyväskylän keskustassa sijaitsevan yliopiston kauniilla puistokampuksella sykkii monitieteinen ja moderni tiedeyliopisto – ihmisläheinen ja dynaaminen yhteisö, jonka 2500 asiantuntijaa ja 15 000 opiskelijaa etsivät ja löytävät vastauksia huomisen kysymyksiin. Jyväskylän yliopisto on ollut tulevaisuuden palveluksessa jo vuodesta 1863, jolloin suomenkielinen opettajankoulutus sai alkunsa täältä. Voimanlähteenämme on moniarvoinen vuoropuhelu tutkimuksen, koulutuksen ja yhteiskunnan välillä. Vaalimme tutkimuksen ja koulutuksen tasapainoa sekä ajattelun avoimuutta – sytytämme taidon, tiedon ja intohimon elää viisaasti ihmiskunnan parhaaksi. www.jyu.fi

Tilaa tiedotteet sähköpostiisi

Haluatko tietää asioista ensimmäisten joukossa? Kun tilaat tiedotteemme, saat ne sähköpostiisi välittömästi julkaisuhetkellä. Tilauksen voit halutessasi perua milloin tahansa.

Lue lisää julkaisijalta Jyväskylän yliopisto

Kaksivuotisen esiopetuksen kokeilu muutti viisivuotiaiden lasten kasvuympäristöä varhaiskasvatuksessa20.12.2024 07:00:00 EET | Tiedote

Vuosina 2021–2024 toteutetun kaksivuotisen esiopetuksen kokeilun seurannassa arvioidaan paitsi lasten oppimisvalmiuksien kehittymistä myös kokeilun yhteyksiä esiopetus- ja varhaiskasvatustoiminnan järjestämiseen. Jyväskylän yliopiston tutkijat ovat tarkastelleet varhaiskasvatuksen laadun rakennetekijöitä kaksivuotisen esiopetuksen kokeilun kokeilu- ja verrokkiryhmissä.

Jyväskylän yliopiston tutkimushankkeille 2,5 miljoonan euron EU:n Horisontti Eurooppa -rahoitus19.12.2024 09:15:00 EET | Tiedote

Horisontti Eurooppa (Horizon Europe) on EU:n tutkimuksen ja innovoinnin puiteohjelma vuosille 2021–2027. Ohjelman tavoitteena on luoda Eurooppaan kasvua ja uusia työpaikkoja vahvistamalla EU-alueen tieteellistä osaamista, tukemalla uusien teknologioiden ja innovaatioiden kehitystä ja käyttöönottoa yrityksissä ja etsimällä ratkaisuja suuriin yhteiskunnallisiin haasteisiin Euroopassa. Jyväskylän yliopiston hankkeet saivat ohjelmasta rahoitusta 2,5 miljoonaa euroa. Hankkeet käynnistyvät alkuvuodesta.

Mielen hyvinvointi ja liikkuminen voivat muodostaa positiivisen kehän19.12.2024 07:00:00 EET | Tiedote

Tuoreen tutkimuksen mukaan taipumus kokea positiivisia tunteita myötävaikutti siihen, että ihmiset olivat koronarajoitusten aikaan fyysisesti aktiivisia tai jopa lisäsivät aktiivisuuttaan. Masennusoireiden yhteys fyysiseen aktiivisuuteen oli päinvastainen. Tulokset viittaavat siihen, että mielen hyvinvointi voi auttaa ylläpitämään liikunnallisesti aktiivista elämäntapaa. Mielen hyvinvointi ja liikkuminen voivatkin muodostaa positiivisen kehän.

ERC-miljoonarahoituksella pyritään luomaan yhtenäistävä matemaattinen teoria Charles Darwinin 1800-luvulla kehittämästä seksuaalivalinnan teoriasta18.12.2024 07:10:00 EET | Tiedote

Euroopan tutkimusneuvosto ERC on myöntänyt Jyväskylän yliopiston bio- ja ympäristötieteiden apulaisprofessori Jussi Lehtoselle merkittävän ERC Consolidator Grant -rahoituksen. Viisivuotinen rahoitus on arvoltaan noin 1,8 miljoonaa euroa. Matemaattiseen evoluutiobiologiaan kuuluva tutkimus keskittyy yhtenäistämään kiisteltyä seksuaalivalinnan tutkimuskenttää kehittämällä yhtenäisen matemaattisen viitekehyksen, joka kattaa kaikki seksuaalivalinnan merkittävät teoriat.

Uutishuoneessa voit lukea tiedotteitamme ja muuta julkaisemaamme materiaalia. Löydät sieltä niin yhteyshenkilöidemme tiedot kuin vapaasti julkaistavissa olevia kuvia ja videoita. Uutishuoneessa voit nähdä myös sosiaalisen median sisältöjä. Kaikki tiedotepalvelussa julkaistu materiaali on vapaasti median käytettävissä.

Tutustu uutishuoneeseemme
World GlobeA line styled icon from Orion Icon Library.HiddenA line styled icon from Orion Icon Library.Eye