Ain Heinaru

Mikromaailma uuringuid alustati Eestis möödunud sajandi viiekümnendatel aastatel. Esimestena alustasid DNA uuringuid Eksperimentaalbioloogia Instituudi teadlased (E. Raukas, V. Tohver, jt.). Kuuekümnendate aastate algul moodustusid kaks uut uurimisgruppi Tartu Ülikooli arstiteaduskonna juures. Mikrobioloogia kateedris teostati bakterite plasmiidide alaseid uuringuid dots. Eugen Tallmeistri juhendamisel. Biokeemia kateedris uuriti aga prof. Artur Lind juhendamisel RNA molekulaarstruktuuri.

Eelmise sajandi seitsmekümnendatel koolitati ülalnimetatud laborites esimene põlvkond Eesti molekulaarbiolooge. 1984.a. moodustati Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudis molekulaargeneetika laboratoorium, 1986.a. loodi aga Eesti Biokeskus. Nende laborite baasil moodustati 1991.a. Tartu Ülikooli molekulaar- ja rakubioloogia Instituut, kus loodi uued õppetoolid, nende juhtidest nimetame prof. Mart Saarma, prof. R. Villems, prof. Ain Heinaru, prof. Andres Metspalu, prof. Mart Ustav, prof. Toivo Maimets, prof. Jaanus Remme jt. Nüüd on Eesti Biokeskus Euroopa Liidu teaduse tippkeskus ja TÜ geeni- ja keskkonnatehnoloogia keskus üheks Eesti teaduse tippkeskuseks.

Üheksakümnendate aastate lõpuks ja käesoleva aastatuhande alguseks moodustus teine põlvkond Eesti molekulaarbiolooge. Tallinna Tehnikaülikoolis on professoriteks prof. Erki Truve, prof. Priit Kogermann jt. Lisaks töötab rida molekulaarbiolooge käesoleval ajal ka TÜ arstiteaduskonnas üld- ja molekulaarpatoloogia instituudis, Molekulaatr- ja kliinilise meditsiini Eesti teaduse tippkeskuses ning Eesti Põllumajandusülikoolis (Prof. Alar Karis jt.).

Biotehnoloogia arenguga kulmineerus käesoleva sajandi algusse terve rea biotehnoloogiafirmade teke, milliseid on momendil juba üle kahekümne. Suurematest ja edukamatest märgiksime siin Quattromed As, Asper Biotech As, Visgenyx Ltd, FIT Biotech Oyi PIc Estonia, Celecure AS, EGeen AS, BioData OÜ jt. Eestis on edukalt käivitatud geenivaramu projekt. Selleks loodi sihtasutus Eesti geenivaramu. Samuti on moodustatud Eesti Biotehnoloogia Liit ning Tartu Biotehnoloogia Park. Tartu Ülikoolis koolitatakse juba viis aastat ning Tallinna Tehnikaülikoolis kolm aastat geenitehnolooge. See võimaldab eeldada lähitulevikus Eestis biotehnoloogiatööstuse kiiret arengut.

Tavaliselt võrdsustatakse biotehnoloogiat geenitehnoloogiaga. See on kahtlemata biotehnoloogia valdav osa. Geenitehnoloogiaga tegeleb Eestis valdavalt TÜ Molekulaar- ja Rakubioloogia Instituut ja Eesti Biokeskus, Bio- ja Geenitehnoloogiakeskus tallinna Tehnikaülikoolis, Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituut. TÜ professorite M. Ustav ja A. Metspalu initsiatiivil on viimastel aastatel loodud sõltumatud laborid, mis tegelevad inimeste pärilike haiguste ja inimpatogeensete bakterite ja -viiruste molekulaarse diagnostikaga. Taimeviirustega tegelev põhilabor toimib TTÜ prof. E. Truve juhtimisel Tallinnas. Bakterite biotehnoloogiaga tegeleb TÜ Molekulaar- ja Rakubioloogia Instituudi geneetika õppetool (laboreid juhivad prof. A. Heinaru, dots. A. Mäe, Dots. M. Kivisaar) ja TÜ tehnoloogiainstituut (laborit juhib vanemteadur A. Nurk). Inimpatogeensete bakteritega, aga ka inimese tervisele kasulike laktopatsillide biotehnoloogiliste küsimustega tegeldakse TÜ arstiteaduskonna mikrobioloogia instituudis prof. Marika Mikelsaare juhendamisel. Loomade ja taimede geenitehnoloogia rakendused arenevad Eesti Pöllumajandusülikoolis.

Rakutehnoloogia juurutusi kasutatakse nii TÜ Üld- ja Molekulaarpatoloogia Instituudis kui ka Eesti Põllumajandusülikoolis. Valdavalt on siin tegemist monokloonsete antikehade meetodil põhinevate rakutehnoloogiliste juurutustega, näiteks pärilike haiguste kindlaksmääramisel ja rasedustestide tegemisel. Rakutehnoloogiaga on seotud, ehkki mitte otseselt bakterite ja loomarakkude fermenterkasvatamine, mida modelleeritakse Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudis eesmärgiga toota efektiivsemalt biomassi. Rakutehnoloogia alla saab kaudselt viia loomade ja inimese kunstliku viljastamisega seotud meetodite kasutamist. Loomade kunstlikuks viljastamiseks on meil loodud spermapangad ja süsteem töötab. Inimese kunstliku viljastamise läbiviimist teostavad mitmed kliinikud. Tuleb rõhutada, et viimasel juhul pole mitte mingil juhul tegemist inimeste kloonimisega. Kunstlik viljastamine on loodusliku protsessi imiteerimine juhtudel, kui vanemad ei saa anda viljakaid järglasi.

Keskkonnabiotehnoloogia juurutamised seostuvad TÜ Molekulaar- ja Rakubioloogia Instituudiga. Instituudis on prof. A. Heinaru juhendamisel välja töötatud keskkonnatehnoloogiad, mille abil on võimalik vähendada Kohtla-Järve piirkonna põlevkivi keemilise töötluse jääkainete mägedest väljaleostuvat fenoolset reostust.

Käesolevas osas käsitleme mikromaailma mõistes viiruseid, baktereid, mikroseeni ja rakukultuure. Eesti bioloogilise mitmekesisuse kontekstis saame me siin rääkida eelkõige vastavatest kogudest e. muuseumidest. Need kogud on otseselt seotud uurimistööga, valdavalt biotehnoloogia, biomeditsiini, kliinilise meditsiini, veterinaaria ja põllumajanduse aladel.

Eestis puuduvad rahvusvaheliselt tunnustatud mikroorganismide ja rakukultuuride tsentraalsed muuseumid. Rahvusvahelised mikroorganismide ja rakukultuuride tsentraalsed muuseumid o0n välja kujunenud ning eesti ei peaks planeerima tegevusi nende loomiseks. Küll on nii meil nii nagu ka mujal maailmas vajalik luua ja organiseerida nn. lokaalseid mikroorganismide ja rakukultuuride muuseumeid, seda nii teadustöö tarvis kui ka bioloogilise mitmekesisuse säilitamiseks. Rahvuslike geenitehnoloogiliste vektorite kollektsioonide, geenipankade, mikroorganismide ja rakukultuuride muuseumide loomiseks ja finantseerimiseks on momendil haridus- ja teadusministeeriumis loomisel riiklik programm. Viimasel kolmel aastal on nimetatud ministeerium finantseerinud kogusid initsiatiivselt, sest vastasel juhul kaotaksime me ajaga palju seda, mida eesti uurijad on aastatega Eestist kogunud või loonud.

Igapäevase teadus- ja õppetöö käigus on Eestis moodustunud kollektsioonid mitmetes ülikoolides ja teadusasutustes (Tabel). Kõige suuremamahulised kollektsioonid on Tartu Ülikooli mitmesugustes instituutides. Neist suurimad kollektsioonid on TÜ Molekulaar- ja Rakubioloogia Instituudis. Arvukad rakukultuurid säilitatakse ka TÜ Üldise ja Molekulaarpatoloogia Instituudis. Väljaspool ülikoole on suurim kollektsioon Keemilise ja Bioloogilise Füüsika Instituudis. Mikroseente suur kollektsioon asub Zooloogia ja Botaanika Instituudis.

Ülalnimetatud muuseumidest on viiruste, bakterite, mikroseente ja kõrgemate organismide rakkude kultuurid kättesaadavad. Neid kasutatakse laialdaselt õppetöös. Raskuseks on see, et Eestis pole seniajani välja antud vastavate kultuuride katalooge. Seepärast ei tea kõik huvilised, milliseid võimalusi Eestis on. Käsitletavad muuseumid ei oma märkimisväärset kaitset. Kaitse realiseerub asutusesisese kontrolli ja regulatsiooniga. Sageli on vastutav kultuuride eest vaid üks inimene. Selline olukord pole normaalne.

Viiruse ja mikroorganismid kujutavad endast bioloogilist ohuallikat. Igal riigil peavad olema võimalused töötada (testida, tuvastada, jne.) bioloogiliste ohuallikatega. Siit tulenevalt oleks Eestis vajalik luua võimalused töötamaks bioloogiliste ohuklasside P1 kuni P4 raames. See eeldab vastavatele nõuetele kohaseid uusi laboritingimusi, nende väljaehitamist. Geneetiliselt muudetud organismide (GMO) testimiseks juba luuakse Eestis vajalikke laboritingimusi. Meie põhilistes uurimisinstituutides on kasutusele võetud meetodid kuidas ohutustada laboris kasutatavaid tüvesid. See on reguleeritud asutuste siseste tööeeskirjadega.

Teiseks aspektiks on viiruste ja mikroorganismide tüvede patenteerimisvajadus, eriti juhtudel kui on tegemist potentsiaalsete tööstuslike tüvedega. Viimastel aastatel on selliseid patente meie autorid võtnud mitte ainult Eestist, vaid need tüved on kaitstud ka rahvusvaheliselt. Vastav tegevus on kõige intensiivsemalt toimunud TÜ Tehnoloogiainstituudi vahendusel ja abil. Patenteerimisvajadus on absoluutne juhul kui soovitakse kasutada tüvesid tööstuslikel eesmärkidel.

Eestis on biotehnoloogia kinnitatud üheks prioriteetseks arengusuunaks. See eeldab vastavate uuringute eelisarendamist. Selleks on olemas meil vastava kvalifikatsiooniga kaader, kogemus ja soov. Selle suuna edukust näitavad viimase kümnendi olulised saavutused. Tänu sellele, et paralleelselt käivitati spetsialistide ettevalmistus, saab prognoosida võetud eesmärkide saavutamise reaalsust. Biotehnoloogia on kaasaegne teadusmahukas tehnoloogia, mis Eesti väiksust arvestades o9n igati sobiv arendamiseks.

Ohustamise ja kaitse tõhustamiseks on meil vaja välja arendada just võimalused töötada kõrge bioloogilise ohutasemega viiruste ja mikroorganismidega. Seadusandlik baas selleks on Eestis juba loodud.

Kaasaegne teadus ja tehnoloogia on käsitletav vaid maailma kontekstis. Nüüd kus me varsti oleme osa Euroopa Ühendusest pole meil teistsugused mõtteviisid aktsepteeritavad.