Eesti geenivaramu teaduskeskus

Eesti geenivaramu teaduskeskus loodi Eesti geenivaramu juurde eesmärgiga uurida Eesti inimeste tervist ja selle geneetilist tausta.

Meie teadlased on osalenud paljude rahvusvaheliste konsortsiumide töödes ning enam kui 35 000 komplekstunnustega seostatud geneetilise variandi avastamisel.

Lili Milani, Eesti geenivaramu teaduskeskuse juht

Peamised teadussuunad

Funktsionaalse genoomika teadussuund ehk DNA järjestusvariantide mõju uurimine kvantitatiivsete tunnuste varieeruvusele ning haigusriskide avaldumisele populatsioonis on teinud Eesti geenivaramust ühe enim uuritud biopanga maailmas.

Uute teadussuundadena soodustame juba edukalt alustanud süsteemibioloogia, mikrobioomika ja farmakogeneetika valdkondade arengut, tuues Eestisse rahvusvahelise taustaga eksperte. Eesti geenivaramu teaduskeskuse teadustöö toetab otseselt Eesti personaalmeditsiini programmi tegevusi, tegeledes nii haigusriski hindavate polügeensete riskiskooride ning neid kasutavate genoomsete koguriskimudelite väljatöötamisega, kui ka genotüpiseerimisandmestike parendamisega.

Lisaks näeme uue suunana geenidoonorite tervisetrajektooride mitmetasandilist analüüsi, molekulaarsete profiilide analüüsi DNA, RNA, valkude, metaboliitide ning rakuliste tunnuste tasandil ning hüpoteesivaba andmekaevet, kasutades masinõppe ning AI meetodeid.

Eesti geenivaramu teaduskeskuse töögrupid

Hoolimata farmakogeneetika arengust on jätkuvalt suureks probleemiks inimeste individuaalsusest tingitud erinevused ravimite lagundamisel ning nende mõju avaldumisel. Hiljutiste avastuste põhjal saab väita, et haruldased geenivariandid mõjutavad oluliselt ravimite lagundamise ja transpordiga seotud geenide toimimist. Tegevuse eesmärgiks on luua andmebaas sagedastest ja haruldastest geneetilistest variantidest, mis on seotud ravimi ebapiisava toime või ravimi kõrvaltoimega.

Andmebaasi loomisel tuginetakse geenidoonorite komplekssetele andmetele, kaasates nii geeni- kui ka terviseandmed koos doonorile välja kirjutatud retseptiravimite nimekirja ja ravimite kõrvaltoime diagnoosidega. Leitud geeni-kõrvaltoime seosed kinnitatakse funktsionaalsete ja farmakokineetiliste uuringutega. Tulemusena saadakse nimekiri geenivariantidest, mille ennetav farmakogeneetiline testimine võimaldab vähendada ravimite ala-annustamist ning ravimite kõrvaltoimetest tingitud ebavajalikku kahju inimeste tervisele. Tulemusena vähenevad kulutused tervisehoiusüsteemile tervikuna.

Farmakogeneetika töögruppi juhib professor Lili Milani, lili.milani@ut.ee.

Genoomi ja metaboloomi omavaheliste seoste uurimine inimese haiguste kontekstis. See hõlmab tööd metaboloomika andmestikega, mis on kogutud NMR ja mass-spektromeetria abil. Tegeleme assootsiatsioonide otsimisega genoomsete ja metaboolsete markerite vahel ning keerukamate mustrite otsimisega neist andmestikest eesmärgiga mõista ning ennetada sagedasi haigusi. Selle töö raames loome ka uusi bioinformaatilisi algorütme, skripte ja töövahendeid (C++, Phyton) ning tegeleme klasterarvutustega.

Metaboloomika ja süsteemide töögruppi juhib kaasprofessor Toomas Haller, toomas.haller@ut.ee 

Iga inimese genoom sisaldab geenivariante, mis võivad potentsiaalselt ohustada meie tervist. Ometi ei oma suur osa sellistest variatsoonist toimet fenotüübile. Sellel võib olla mitmeid selgitusi, näiteks on teada regulatoorseid mehhanisme, mis vähendavad kahjulike mutatsioonide toimet, samuti on võimalik, et sellised variandid peegeldavad mõnede geenide loomulikku kadumisprotsessi meie genoomist.

Meie töö eesmärk on mõista, milline on geneetilise variatsiooni mõju selle esmase avaldumise – mRNA – tasemel. Töö väljundiks on geenivariantide toime täpsem hindamine, mis võimaldav nii patsientidele kui ka tervetele inimestele anda geeniinfo põhjal paremat tagasisidet.

mRNA töögruppi juhib kaasprofessor Tarmo Annilo, tarmo.annilo@ut.ee 

Inimese soolestik on kompleksne ökosüsteem, kus koloniseerib tuhandeid erinevat liiki mikroorganisme, keda kollektiivselt kutsutakse mikrobiootaks. Mikroorganismide poolt kodeeritud geenid (mikrobioom) võimaldavad meie kehas läbi viia hulgaliselt täiendavaid funktsioone, mistõttu on tasakaalus mikroorganismide kooslus otseselt seotud meie tervisliku seisundiga.

Meie uurimisgrupp tegeleb soolestiku mikrobioomi ja tervise vaheliste seoste väljaselgitamisega, keskendudes peamisele kahele uurimisvaldkonnale:
1) kuidas soolestiku mikrobioom mõjutab teist tüüpi diabeedi kujunemist ning
2) milline roll on soolestiku mikrobioomil ravimite metabolismis.

Mikrobioomi töögruppi juhib kaasprofessor Elin Org, elin.org@ut.ee 

Loe mikrobioomi töögrupi kohta rohkem

Funktsionaalse genoomika töögrupp uurib inimgenoomi variatsiooni funktsiooni molekulaarsel tasandil. Grupi laiemad uurimisvaldkonnad on inimese komplekssed fenotüübid, keskendudes molekulaarsetele mõõtmistele (näiteks geeni avaldumise sagedus inimkoes, raku fraktsioonid ja ringlevad väikesed molekulid) ja inimese statuur, mis aitab ennustada harva ja sagedaste geneetiliste variatsioonide rolli fenotüüpilises tulemuses läbi erinevate pärilike mudelite (additiivne, retssesiivne, epistaatiline ja epigeneetiline). Selleks kasutame erinevaid bioinformaatilisi ja geneetilise epidemioloogia tehnikaid, et kaardistada kvantitatiivse tunnuse lookused (QTL) ja märkida üles teadaolevate haiguste seosed allavoolu molekulaarsete mehhanismidega.

Funktsionaalse genoomika töögruppi juhib professor Tõnu Esko, tonu.esko@ut.ee 

Bioinformaatika töögrupp tegeleb multi-oomika andmete kvaliteedikontrolli ja töötlemisega ning pakub üldist bioinformaatilist tuge kõigile Geenivaramu töörühmadele. Töögrupi teadusprojektides on oluline roll metoodika arendusel, muuhulgas tarkvara ülegenoomsete seoseuuringute jaoks (GWAMA, MR-MEGA, SCOPA) ning uudsed meetodid DNA koopiaarvu variantide detekteerimiseks ja analüüsik. Lisaks tegelevad töögrupi liikmed erinevate metaboolsete ning naiste reproduktiivtervisega seotud tunnuste ja haiguste geneetilise tausta uurimisega.

Bioinformaatika töögruppi juhib professor Reedik Mägi, reedik.magi@ut.ee 

Vaimse tervise probleemid on ühiskonnas väga levinud ning lausa igal teisel igal teisel inimesel diagnoositakse elu jooksul mõni vaimse tervise häire. Kuid hoolimata probleemi mastaapsusest, ei ole vaimse tervise häirete tekkemehhanismid tänaseni selged, mis tõkestab paremate ennetus- ja ravimeetodite arendamist, et parandada patsientide ja nende lähedaste elukvaliteeti. Meie uurimisrühm keskendub erinevate vaimse tervise häirete geneetiliste ja keskkondlike riskifaktorite uurimisele ning vaimse tervise valdkonna personaalmeditsiini arendamisele.

Hetkel käimasolevad projektid keskenduvad peamiselt kahele suuremale valdkonnale:

  1. Uurime neuropsühhiaatriliste häirete geneetilisi ja keskkonnast tulenevaid tegureid, mis võivad mõjutada häirete avaldumist, kulgu ning ravi väljavaateid. Käimasolevad projektid on võtnud fookusesse meeleolu- ja ärevushäirete, aktiivsus ja tähelepanuhäire, Alzheimeri tõve ning teiste dementsuste uurimise.
  2. Uurime vaimsete ja füüsiliste haiguste sagedase koosesinemise geneetilisi ja keskkondlikke põhjuseid (nt. südame-veresoonkonna haigused, teist tüüpi diabeet, astma ja COVID-19 põdemise raskusaste), et parandada erinevate haiguste paremat kontrolli all hoidmist ning tõsta seeläbi patsientide raviväljavaateid ning edendada tervist.

Neuropsühhiaatrilise genoomika töögruppi juhib kaasprofessor Kelli Lehto, kelli.lehto@ut.ee

Töögrupp uurib sageli esinevaid kroonilisi haigusi eesmärgiga leida nende keerulises etioloogias osalev geneetiline komponent. Hindame üldisi haigusriske, kombineerides saadud teadmisi teiste mõjusate riskiteguritega (vanus, sugu, keskkonnatingimused ja tervisekäitumine), et kasutada seda informatsiooni haiguste ennetamiseks enne sümptomite ilmnemist, varajaseks diagnoosimiseks ja võimalike ravimärklaudade tuvastamiseks.  

2022-2023 aastal on töös 3 põhilist fenotüüpi.

  1. Rasunäärmete haiguste (akne, rosaatsea, suuümbrise dermatiidi) geneetilised alused kasutades GWAS (ülegenoomsed assotsiatsiooniuuringud) ja GRS (geneetiline riskiskoor) analüüsi Eesti Geenivaramus ja Hollandi Lifelines’i biopangas. Analüüsime ka seoseid kaasuvate haigustega ning akne alamtüüpe (koostöös TÜ prof. K. Kingoga TÜ meditsiiniteaduste valdkonnast ja TÜ Kliinikumist).
  2. Parkinsoni tõve GWAS ja PRS analüüs. Uurime kõrge PRS riskiga inimestel Substantia nigra tiheduse muutumist sonograafiliselt, et täpsustada varase riski arvutuslikku hinnangut (koostöös Dr. T. Toomsooga, kes on Tallinna Ülikooli külalisprofessor ja Confido Meditsiinikeskuse neuroloog).
  3. Artriitide patogeneesi ja nende endoproteesimise ebaõnnestumise geneetilised alused (koostöös TÜ prof. A. Märtsoniga TÜ meditsiiniteaduste valdkonnast ja TÜ Kliinikumist ning prof. E. Zegginiga Müncheni Helmholtz Zentrum’ist Saksamaal).
    Kõikidele nendele projektidele on olemas kehtiv EBIN (Eesti bioeetika ja inimuuringute nõukogu) luba.
  4. Rahvusvahelise koostöö raames (Prantsusmaa, Saksamaa, USA, Soome jt) töötame veel rea teiste fenotüüpidega nagu veenihaigused, trombemboolia ja hormoonravi  seos, gripp, trikuspidaalse aordiklapi stenoos, paanikahäire jm.
  5. Mariliis Vaht alustas järeldoktorantuuri Helsingi Ülikoolis prof. Samuli Ripatti uurimisrühmas Eesti-Soome ühises uurimisprojektis alkoholi (väär)tarbimise genoomsete tegurite ja seotud kahjude teemal.

 Andres Metspalu töötab lisaks Horizon Europe 1M+G projekti koordinatsiooninõukogus ja ka kahe töögrupi juhina: WG10 (common complex disease genomics and PGx), kus kaasjuhiks on prof. Markus Perola ja WG12 Genome of Europe, kus  ta on kaasjuhiks koos prof. André Uitterlindeniga.

Käigusolevad uurimistoetused, kus A. Metspalu on genoomika instituudi poolne koordinaator või PI:

  1. B1MG grant nr, 951724, 2019-2023
  2. OPTIMA grant nr 101034347, 2021-2025 (koos Tartu Ülikooli arvuti teaduste instituudiga)
  3. Genoomika ja siirdemeditsiini tippkeskus (kuni 01.03.2023)

Inimese haiguste genoomika töögruppi juhib professor Andres Metspalu, andres.metspalu@ut.ee

Töögrupi liikmed:

  • Riin Ehin – TTÜ doktorant
  • Mart Kals – GI statistilise genoomika teadur
  • Külli Kingo – SA TÜK 2. valdkonna juht, SA TÜK Nahahaiguste kliiniku juhataja, TÜ Kliinilise meditsiini instituudi, Nahahaiguste kliiniku juhataja ja Meditsiiniteaduste valdkonna teadusprodekaan
  • Tiit Nikopensius – GI genoomika teadur
  • Telver Objärtel - Geenitehnoloogia bakalaureuseõppe 3. a. üliõpilane
  • Anu Reigo – GI meditsiinigenoomika peaspetsialist
  • Ene Reimann – GI ortogenoomika teadur
  • Maris Teder-Laving – GI Inimese geneetika teadur
  • Toomas Toomsoo – Neuroloogiakeskuse juhataja, Confido Meditsiinikeskus, Tallinna Ülikool, Loodus ja terviseteaduste instituut, külalisprofessor
  • Mariliis Vaht – GI inimese genoomika teadur (2021 alustas järeldoktorantuuri prof. S. Ripatti laboris, FIMM)

Koostöö:

  • Külli Kingo – dermatoloogia ja veneroloogia professor (Tartu Ülikooli kliinilise meditsiini instituut), ülemarst (Tartu Ülikooli Kliinikumi Nahahaiguste kliinik), kliiniku juhataja (Tartu Ülikooli Kliinikum), Tartu Ülikooli Kliinilise meditsiini doktorikooli projektijuht 
  • Toomas Toomsoo – Neuroloogiakeskuse juhataja (Confido Meditsiinikeskus. Neuroloogiakeskus), neuroloogia külalisprofessor (Tallinna Ülikooli loodus-ja terviseteaduste instituut)
#teadus #ühiskonnale
Doktoridiplomite kaaned Foto Andres Tennus

Silva Lilleorg kaitseb doktoritööd „Bacterial ribosome heterogeneity on the example of bL31 paralogs in Escherichia coli“

23.08.2022
#teadus #ühiskonnale
Doktoridiplomite kaaned Foto Andres Tennus

Nele Taba kaitseb doktoritööd „Diet, blood metabolites, and health“

19.08.2022
#teadus
Ravimid

Triin Laisk: Naiste tervisele ei pöörata ravimiuuringutes piisavalt tähelepanu

18.08.2022