Gener og proteiner relatert til kitinmetabolisme i atlantisk laks

Kartleggingen av laksens arvemateriale har vist at laksen har en rekke gener som gjør at fisken kan bryte ned og syntetisere et uløselig polysakkarid kalt kitin, et polysakkarid som man vanligvis forbinder med insekter og skalldyrs harde, ytre skjelett.

I dette arbeidet har Holen kartlagt hvilke gener dette gjelder, studert hvordan disse genene blir uttrykt i atlantisk laks sammenlignet med andre fiskearter under ulike forhold, samt sett på hvordan proteinene disse genene koder for virker i nedbrytningen av kitin. 

Laksen koder for flere ulike typer gener som koder for kitinnedbrytende enzymer kalt kitinaser og kitinproduserende enzymer kalt kitin syntaser. Disse genene er i hovedsak uttrykt i laksens mage-tarmkanal, og kitinaser isolert fra laksens magesekk har vist evne til å bryte ned kitin som er naturlig å finne i laksens kost, under forhold som finnes i laksens magesekk. I tillegg til å spille en rolle i nedbrytning av kitin fra kosten, peker funnene i denne avhandlingen dithen at laksen har potensiale til å syntetisere og bryte ned egenprodusert kitin i tarmen, noe som er i tråd med en relativ ny hypotese om at kitin spiller en viktig strukturell rolle i strålefinnefiskers tarmsystem.

Målet med doktorgradsarbeidet har i hovedsak vært å karakterisere laksens kitinaser ettersom de hadde en tiltenkt funksjon i nedbrytningen av kitin i kosten, samt i forsvaret mot kitininneholdende parasitter som for eksempel lakselus.

Det er viktig å kartlegge laksens gener sett opp mot funksjon for å få en større forståelse av hvordan laksen fungerer. Hos mennesker har kitinaser vist seg å være viktige markører for en rekke sykdommer, og hos laksen kan disse proteinene spille viktige roller både i opprettholdelse av et normalt mage-tarmsystem og nedbrytningen av kitin som kommer utenfra – både fra mat og sykdomsfremkallende parasitter.

Dette arbeidet er ett av relativt få arbeid som per dags dato styrker hypotesen om at kitin spiller en rolle i laksefiskens tarmsystem. Dette har implikasjoner for hvordan vi forstår laksens tarmsystem, både når det gjelder laksens fordøyelse og immunsystem. Dette er to områder som er essensielle når det kommer til utviklingen av nye, mer bærekraftige fôrmaterialer i akvakulturnæringen, og i arbeidet med å gjøre laksen mer tolerant mot sykdommer.

Matilde Mengkrog Holen forsvarer sin doktorgradsavhandling "Karakterisering av gener og proteiner relatert til kitinmetabolisme i atlantisk laks" ved NMBU 30. juni 2022.