Tutkimusohjelmamuistio (Molekyyliepidemiologian ja evoluution tutkimus)

1. Elinympäristö, elintavat ja perimä kansantautien synnyssä

Perimän rakenteen yksityiskohtien selvittämisen myötä tieto yleisten kansantautien geenitaustasta on nopeasti lisääntynyt ja tehnyt mahdolliseksi yhdistää epidemiologiset, molekyylibiologiset ja geneettiset menetelmät tärkeiden kansantautien (mm. sydän- ja verisuonitaudit, syöpä, mielenterveyden häiriöt, diabetes, tuki- ja liikuntaelinten sairaudet, alkoholismi, neurologiset sairaudet) syiden ja ehkäisymahdollisuuksien selvittämiseksi. Tällainen tutkimus on jo tuonut merkittävää uutta tietoa elintapojen, elinympäristön ja perintötekijöiden yhteisvaikutuksesta sairauksien synnyssä.

Epidemiologinen, molekyylibiologinen ja geneettinen tutkimus mahdollistaa jo lähitulevaisuudessa geneettisesti alttiiden väestöryhmien tunnistamisen, riskiryhmien seulonnan ja terveyskasvatuksen tehostamisen korkean riskin ryhmissä. Kansansairauksien syntymekanismien selvittäminen ja erilaisten yhteisvaikutusten ymmärtäminen ovat myös välttämättömiä oikein suunnatuille terveyden edistämistoimille väestötasolla.

Kattava terveydenhuollon palvelujärjestelmä, korkeatasoiset epidemiologiset aineistot yhdistettynä kansainvälistä huippua edustavaan epidemiologiseen tutkimustraditioon tarjoavat suomalaiselle tutkijayhteisölle poikkeuksellisen edulliset lähtökohdat kansansairauksien syiden ja syntymekanismin selvittämiseen. Huolella kerätyt epidemiologiset aineistot ja tiedot väestöotoksista luovat ainutlaatuiset mahdollisuudet myös perimän ja ympäristötekijöiden vuorovaikutuksen yksityiskohtaiselle analysoinnille.

Väestössä yleisten sairauksien geenivirheiden ja niistä johtuvien toiminnallisten häiriöiden selvitystyössä on suomalaistutkijoilla poikkeuksellisen edullinen asema. Esimerkiksi verenpainetaudille ja kolesteroliaineenvaihdunnan häiriöille altistavista geenivirheistä on todennäköisesti valikoitunut suomalaiseen väestöön asutushistoriastamme johtuen vain pieni otos. Ne ovat kymmenien sukupolvien aikana rikastuneet suomalaisväestössä ja ovat helpommin löydettävissä kuin muista väestöistä. Maamme väestölle ominaisten häiriöiden huolellinen selvittäminen ja tunnistaminen on keskeisen tärkeä hoitotoimille, jotka voivat vaatia muista väestöistä poikkeavia lähestymistapoja.

Molekyyliepidemiologisten menetelmien avulla voidaan myös tuottaa tietoa, joka muodostaa pohjan käyttäytymisen ja muiden riskitekijöiden vaikutusten analysoimiselle. Näitä vaikutuksia on mahdollista selvittää projekteissa, joissa tutkitaan riskikäyttäytymisen yhteyttä biologisiin indikaattoreihin ja geneettiseen alttiuteen. Mielenkiintoisia tutkimuskohteita ovat esim. ruokavalion vaikutus hyytymistekijöihin, rasva-aineenvaihduntaan ja verenpaineeseen, tupakoinnin ja virusinfektioiden vaikutus astmaan ja allergioihin geneettisesti alttiissa väestössä sekä periytyvän syövän seulontamenetelmät. Mikrobien geneettisen muuntelun yhteys niiden infektiivisyyteen ja epidemiologiaan on edelleen tärkeä tutkimuskohde, samoin kuin immuunipuolustusjärjestelmän geneettisen vaihtelun ja infektioherkkyyden välinen yhteys.

Molekyyliepidemiologian tutkimuskentän ongelmien parissa työskentelee tällä hetkellä Suomessa lukuisia erittäin korkeatasoisia tutkijaryhmiä. Eri aineistoja keränneet ja niitä analysoivat tutkijat painiskelevat samojen ongelmien parissa. Matemaattisten mallitusten osaaminen ja monitekijäisten sairauksien selvitystyössä välttämättömien laskentamallien luominen vaativat erityisosaamista, jota Suomessa on vain rajallisesti tai ei lainkaan. Tutkimusohjelma mahdollistaisi nykyistä laajemman yhteistyön eri aineistojen analysoinnissa, tietotaidon kansallisen kehittämisen ja ainutlaatuisten aineistojen optimaalisen hyödyntämisen.

2. Molekyylievoluution nopeasti uudistuva tutkimuskenttä

Molekyylievoluution tutkimuskohteena ovat sekä evoluution mekanismit että eliökunnan historia. DNA:n sekvensointitekniikat sekä muut nukleiinihappojen tutkimusmenetelmät ovat tehostuneet niin, että niiden käyttö laajasti populaatiotutkimuksessa on tullut mahdolliseksi.

Molekyylievoluution tutkimuskenttä on laaja ja nopeasti uudistuva. Jo perinteinen tutkimusalue on molekyylisystematiikka, jossa mm. nukleiinihappojen emäsjärjestyksiä vertaamalla selvitetään eliökunnan historiaa. DNA-menetelmillä saadaan merkittävää uutta tietoa kaikkien eliöryhmien suhteista. Toisaalta erityisen tehokkaasti voidaan tutkia sellaisia ryhmiä, joiden suhteen muiden tuntomerkkien käyttö on ollut hankalaa (mm. bakteerien systematiikka). DNA-tason populaatiogenetiikka kertoo lyhyemmän aikavälin evoluutiosta. Tämän muuntelun tutkiminen on tärkeä apuneuvo esim. luonnonsuojelubiologiassa. Suomessa on vain vähän endeemisiä lajeja, mutta monien lajien populaatiot voivat olla geneettisesti omaleimaisia. Polymorfismien tutkimuksella on myös paljon sovellutuksia esim. jalostustieteissä. DNA-tason muuntelun tutkimus voi myös selvittää evoluution mekanismeja. Valinta voi esim. kohdistua tiettyyn DNA-alueeseen, mutta sen vaikutukset saattavat ulottua läheisen kytkennän takia paljon laajemmalle genomiin. Molekyylievoluution tutkimus kohdistuu myös yksittäisten geenien evoluutioon. DNA-muuntelun ja lajien välisten erojen vertailun avulla voidaan tunnistaa geenistä evoluutionopeuden perusteella keskeisiä toiminnallisia alueita.

3. Molekyyliepidemiologian ja molekyylievoluution tutkimusohjelman tavoitteet

Vaikka Suomessa onkin joillain aloilla pystytty seuraamaan geenitutkimuksen kansainvälistä kehitystä, nyt on jo selvästi nähtävissä, että ilman maamme johtavien tutkimusryhmien tiiviimpää yhteistoimintaa alan kansainvälisessä kehityksessä ei tulla pysymään mukana. Vuonna 1994 käynnistetyn Akatemian geenitutkimusohjelman tavoite on ollut edistää ja suunnata maamme geenitutkimusta tärkeille tulevaisuuden aloille, joita ovat esim. geenien säätely, usean geenin ja geenituotteen vuorovaikutus, geenien siirrot ja poistot sekä geeniterapia.

Kuten edellä jo mainittiin, suomalaisen väestön geeniperintö on rakenteeltaan ainutlaatuinen maailmassa, ja mahdollisuudet sen tehokkaaseen tutkimiseen tulisi turvata maamme tutkijoille. Näin luodaan myös edellytykset molekyyligeneettisen tiedon käytölle palvelemaan geneettisen epidemiologian kautta Suomelle tyypillisten kansantautien tutkimusta ja hoitoa. Vahva suomalainen biologinen tutkimustraditio yhdistettynä uusiin menetelmiin tarjoaa hyvät edellytykset molekyylievolutiiviselle tutkimukselle. Nyt käynnistyvä molekyyliepidemiologian ja molekyylievoluution tutkimusohjelma tulee laajentamaan Akatemian geenitutkimusohjelmaa teema-alueiden 4 ja 5 osalta. Nämä olivat populaatiogenetiikka (teema-alue 4), joka kohdistuu etenkin geenien evoluutioon, eliöiden sopeutumiseen ääriolosuhteisiin, geneettiseen epidemiologiaan ja suomalaiseen geeniperintöön ja ympäristöllinen molekyyligenetiikka (teema-alue 5), joka kohdistuu esimerkiksi sairauksille herkistäviin geneettisiin tekijöihin.

4. Tutkimusohjelman rakenne

Suomen Akatemian terveyden tutkimuksen ja ympäristön ja luonnonvarojen tutkimuksen toimikunnat käynnistävät yhteistyössä molekyyliepidemiologian ja molekyylievoluution tutkimusohjelman, joka ajoittuu vuosille 1997 - 1999. Ohjelman tavoitteena on yhdistää eri alojen korkeatasoisten tutkimusryhmien työpanosta ja asiantuntemusta. Näin saadaan luoduksi riittävän suuria huipputason tutkimusverkostoja ja -ryhmiä sekä parannetuksi kansallista ja kilpailukykyistä osaamista ohjelman nopeasti kehittyvillä tutkimusaloilla. Tutkimusohjelman päätyttyä sen tulokset ja vaikutus alan kehitykseen maassamme tullaan arvioimaan kansainvälisten asiantuntijoiden toimesta.

5. Tutkimusohjelman teema-alueet

Tutkimusohjelman puitteissa voidaan tukea sekä perustutkimusta että soveltavaa tutkimusta laajennettaessa edellä mainittuja geenitutkimusohjelman teema-alueita (populaatiogenetiikka ja ympäristöllinen molekyyligenetiikka laveasti käsitettyinä). Alla mainitut teema-alueet ovat lähinnä suuntaa antavia - tuki kohdennetaan erityisesti alan kansainvälisesti korkeatasoista tutkimusta suorittavien ryhmien yhteishankkeisiin, joiden lähtökohtana on innovatiivisten hypoteesien testaaminen. Esimerkkejä teema-alueiksi ovat:

- kroonisten kansantautien molekyyligenetiikka,
- ympäristötekijöiden ja sairauksiin herkistävien geenimuutosten yhteisvaikutus,  
- molekyylievoluution mekanismit,
- DNA-tason muuntelu populaatiossa,
- eliöiden hyötyominaisuuksien geneettinen tausta,
- matemaattinen mallitus ja laskentamallien kehittäminen


6. Tutkimusohjelman rahoitusperiaatteet

Rahoituspäätösten perusteina ovat ensisijaisesti tutkimuksen uutuusarvo, tieteellinen taso ja merkitys, yhteistyön kautta saavutettava synergiaetu, ryhmän antama tutkijankoulutus ja hankkeen merkitys sovellusten kannalta. Hankkeiden rahoituksessa arvioidaan molekyylibiologian ja epidemiologian synergiavaikutusta.

Tutkimusohjelman rahoittamisesta päätettäessä annetaan etusija hakemuksille, jotka koostuvat korkeatasoisten ryhmien yhteishankkeista (vähintään 2 suomalaista ryhmää) ja joissa annetaan korkeatasoista tutkijankoulutusta uusilla aloilla. Yhteishankkeen rahoittamisesta päätetään yleensä kolmeksi vuodeksi kerrallaan. Hankkeen yksi osapuoli voi olla ulkomainen tutkijaryhmä, jolloin Suomen Akatemia vastaa vain suomalaisten osapuolten rahoituksesta. Tutkimusryhmiin tulee kuulua ansioituneita senioritutkijoita, äskettäin väitelleitä ja väitöskirjaa valmistelevia nuoria tutkijoita. Vierailevien ulkomaisten tutkijoiden mukanaolo on suotavaa.

Ohjelmaan hakeutuvista yhteishankkeista tulee laatia yksi tutkimussuunnitelma sekä selvitys siitä, miten ryhmien välinen yhteistyö ja yhteydenpito tullaan järjestämään. Tutkimusryhmien oletetaan harjoittavan tiivistä kansainvälistä yhteistyötä, esim. osallistuvan EU:n tutkimusohjelmiin.

7. Ohjelman hallinto

Ohjelmaa koskevat rahoituspäätökset tehdään Suomen Akatemian asianomaisissa toimikunnassa. Akatemian hallitus asettaa työryhmän, joka nimeää asiantuntijat ja tekee rahoitusehdotuksen toimikunnille. Työryhmän esityksestä tutkimusohjelmalle nimetään koordinaattori, joka yhdessä työryhmän kanssa päättää ohjelman seurannasta ja mm. edistää yhteistä tutkijakoulutusta.

8. Ohjelman rahoitus

Suomen Akatemia myöntää tutkimusohjelmaan yhteensä 10 Mmk vuosien 1997-1999 aikana. Ohjelman budjetti on ohjeellinen, koska myönnettävän rahoituksen määrä riippuu hakemusten laadusta.

Tutkimusohjelmaan voidaan hyväksyä myös ryhmä, jolla on ennestään Akatemian myöntämää rahoitusta, jos ryhmä osallistuu ohjelmaan hyväksyttyyn yhteishankkeeseen. Vaikka käynnistyvä tutkimusohjelma onkin geenitutkimusohjelman laajennus, ei sen puitteissa tulla myöntämään lisärahoitusta geenitutkimusohjelman kautta rahoituksessa jo oleville hankkeille.

Ohjelmaan osallistuvien tutkimusryhmien edellytetään saavan rahoitusta myös asianomaisilta korkeakouluilta tai tutkimuslaitoksilta. Muita rahoittajia voivat olla mm. TEKES, ministeriöt, teollisuus ja säätiöt. Ryhmiä kehotetaan myös hakemaan rahoitusta EU:n tutkimusohjelmista.

9. Hakumenettely

Hankkeesta tehdään yksi yhteinen hakemus. Tutkimussuunnitelma on laadittava englanniksi, koska arviot tullaan pyytämään ulkomaisilta asiantuntijoilta.


10. Toteutusaikataulu

Ohjelman hakemukset pyydetään 30.9.1996 mennessä. Rahoitettavat yhteishankkeet voivat käynnistyä vuoden 1997 alkupuolella.