Malliorganismeissa

Malliorganismeissa tarkoitetaan ei-ihmisiä eliöitä, joita käytetään laajasti biologisessa tutkimuksessa, koska niiden biologiset ilmiöt ovat jalostettavissa, tulkittavissa ja suhteellisen helposti siirrettävissä laajempiin kokonaisuuksiin. Mallien avulla voidaan selventää yleisiä geneettisiä, kehityksellisiä ja fysiologisia periaatteita, jotka usein ovat sovellettavissa myös ihmiselle tai auttavat ymmärtämään ihmisen sairauksia.

Yleisimmät malliorganismit kuuluvat sekä mikrobeihin että monisoluisiin organismeihin. Esimerkiksi bakteeri Escherichia coli, sieni Saccharomyces cerevisiae sekä nede organismit kuten Caenorhabditis elegans, Drosophila melanogaster ja Arabidopsis thaliana ovat pitkään olleet keskeisiä tutkimuskohteita. Nisäkäslajin, kuten hiiren (Mus musculus), käytöstä ja genomiä käytetään monien sairauksien ja kehitysprosessien mallintamiseen. Lisäksi kasvi- ja villieläinmalleja käytetään sekä perinnöllisyyden että soluvälisten ilmiöiden tutkimuksessa.

Malliorganismeja valittaessa arvioidaan niiden kelpoisuutta useiden seikkojen perusteella: geneettinen ja fenotyyppinen alustopäätös, lyhyt sukupolvien kierto, helppo laboratorio- hoito, geneettinen manipulointi sekä saatavilla oleva resurssointi ja tietokannat. Tutkimusmallit ovat erityisen tärkeitä perinnöllisyyden ja biokemiallisten reittien ymmärtämisessä sekä sairauksien mekanismien tutkimisessa, lääketieteellisessä kehityksessä ja drug discovery -prosesseissa.

Rajoitteet ovat olennaisia: monia ihmisille tärkeitä ilmiöitä ei ole suoraan malliorganismeissa, ja tulkinta vaatii varovaisuutta. Yksittäisten lajien poikkeukset voivat rajoittaa yleisten johtopäätösten sovellettavuutta. Eettiset ja hyvinvointiin liittyvät näkökulmat ohjaavat tutkimusta, ja käytössä on voimassa olevat säädökset sekä vaihtoehdot, kuten in vitro- ja bioinformatiikkamallit.

Historiallisesti malliorganismien käyttö on johtanut merkittäviin löytöihin, kuten yhden geenin – yhden entsyymin – idean syntyyn Neurospora crassa -jalanjälkessä. Nykyisin tietopohjaa vahvistavat suuret malliorganismidatabassat sekä monimutkaisten biologisten verkostojen kartoitus.