Malliorganismi

Malliorganismit tai mallieliöt ovat lajeja, joita tutkijat käyttävät biologisessa tai lääketieteellisessä tutkimuksessa. Koska lajeja on tutkittu paljon, niistä on kertynyt paljon enemmän biologista ja fysiologista tietoa kuin muista lajeista yleensä. Eniten käytettyjä malliorganismeja ovat laboratoriohiiret.
Lajit.
Yksinkertaisemmat lajit esimerkiksi leivinhiiva ("Saccharomyces cerevisiae"), kolibakteeri ("Escherichia coli"), sukkulamato ("Caenorhabditis elegans") ja banaanikärpänen ("Drosophila melanogaster") ovat tärkeitä tutkimuksessa koska niillä on lyhyt sukupolvikierto. Lisäksi käytetään ainakin lituruohoa ("Arabidopsis thaliana"), Afrikankynsisammakkoa ("Xenopus laevis") ja seeprakalaa ("Danio rerio"). Nämä lajit ovat kehittyneet malliorganismeiksi monista syistä: muun muassa helpon kasvatettavuuden, suurien poikueiden, nopean lisääntyvyyden ja pienen koon ansiosta. Syy ei välttämättä ole juurikaan perustunut rationaaliseen ajatteluun eikä biologisiin tai lääketieteellisiin syihin.
Hiiri.
Vuonna 1921 sai alkunsa maailman eniten käytetty malliorganismi, kun yhdysvaltalainen Clarence Cook Little sai useita hiirisukupolvia kestäneen jalostustyön valmiiksi. Labo­ra­to­rio­hiiren ko­ko ge­nomi jul­kaistiin Naturessa 2002. Se mahdollistaa yksi­tyis­koh­tai­sesti gee­nin, sen valkuais­tuotteen ja sai­rauden tai muun omi­nai­suuden yh­teyksien tutkimisen. Hii­ren ja ih­misen ge­nomit vas­taavat toi­siaan yli 99-pro­sent­ti­sesti, sukku­la­madon genomi on 50-pro­sent­ti­sesti vastaava.
Banaanikärpänen.
Banaanikärpäsen ominaisuuksien periytymistä on tutkittu yli sata vuotta. Sen otti ensimmäisen kerran tieteellisen tutkimuksen kohteeksi 1900-luvun alussa alkionkehitystä tutkinut professori William Castle Harvardin yliopistosta. Tutkija Thomas Hunt Morgan Columbian yliopistosta kuitenkin aloitti geneettiset kokeet banaanikärpäsillä vuonna 1910 ja sai parikymmentä vuotta myöhemmin työstään lääketieteen ja fysiologian Nobelin. Niillä on tehty paljon tutkimusta laidasta laitaan ja ne ovat olleet mukana monen Nobelin palkinnon saamisessa.
Leivinhiiva.
Hiivoja on kautta historian hyödynnetty panimo- ja leipomoteollisuudessa, ja nykyään sitä käytetään myös rekombinanttiproteiinien valmistuksessa. Leivinhiiva ("Saccharomyces cerevisiae") on laajasti käytetty biotieteellisen tutkimuksen malliorganismi. Se oli myös ensimmäinen aitotumainen eliö, jonka perimän emäsjärjestys saatiin selvitettyä ja sen sekvenssi julkaistiin 1996.
Kolibakteeri.
Nopeakasvuinen ja sitkeä kolibakteeri on geenitekniikassa käytetyin malliorganismi. Kolibakteeria on käytetty muun muassa solujen ikääntymisen tutkimiseen solutasolla ja solujen jakautumisessa syntyvien virheiden tutkimiseen.
Sukkulamato.
Se on maaperässä elävä sukkulamatolaji, joka tunnetaan keskeisenä kehitysbiologian ja genetiikan malliorganismina.
Seeprakala.
Seeprakala on särkikaloihin kuuluva mustavalkoraitainen kala, jota käytetään nykyään paljon malliorganismina. Sen avulla on tutkittu muun muassa syövän, diabeteksen ja aivojen rappeumasairauksien mekanismeja. Seeprakalan suosion taustalla on seeprakalan al­kion läpinäkyvyys ja nopeaan kehitys sekä monipuoliset geneettisen manipulaation mahdollisuudet.
Lituruoho.
Lituruohoa kasvatetaan laboratorioissa ympäri maailmaa ja sitä käytetään geneettisiin tutkimuksiin. Sen helppohoitoisuuden, nopeakasvuisuuden, pienen koon ja runsaan lisääntyvyyden takia lituruoho on ihanteellinen malliorganismi monien kasvikunnan perusilmiöiden selvittelemiseen. Se on ensimmäinen kasvi jonka perimä on saatu sekvensoitua, sillä on yksinkertainen perimä, vain viisi paria kromosomeja. Kasvun, kukkimisen tai siementen tuotannon geneettiset perusmekanismit ovat niin samankaltaisia kasvikunnassa, että lituruoholla tehtyä tutkimusta voidaan soveltaa myös viljeltyihin hyötykasveihin.
Afrikankynsisammakko -sammakko.
Luonnossa afrikankynsisammakkoja elää Angolassa, Itä- ja Etelä-Afrikassa. 1930-luvulla niitä käytettiin yksinkertaisena raskautestinä. Niitä käytetään nykyään malliorganismeina, koska ne ovat helppoja ylläpidettäviä ja tuottavat suhteellisen nopeasti jälkeläisiä ja niillä on merkittävä samankaltaisuus ihmisen genomin kanssa.