Evolution and Ecology of AhR genes in Atlantic salmon (Salmo salar L.)

Forskningsoutput: AvhandlingDoktorsavhandling (sammanläggning)

Abstract

Popular Abstract in Swedish
När främmande fettlösliga ämnen som miljögifter (ex. PCB och dioxin) hamnar inuti kroppen bearbetas de ofta av det så kallade biotransformations-systemet. När inte levern och njurarna direkt kan utsöndra de främmande molekylerna får enzymer ändra de oönskade ämnenas kemiska sammansättning. Detta görs genom att ändra molekylernas kemiska egenskaper så att de blir vattenlösliga och lättare att få ut ur kroppen via galla eller urin. I processen där de främmande molekylerna görs vattenlösliga bildas ofta även reaktiva sidoprodukter, s.k. fria radikaler som inverkar skadligt på omgivande celler. För att skydda sig mot dessa är det därför viktigt för organismer att ha antioxidanter som fångar upp de fria radikalerna innan de hinner göra för mycket skada. Hos alla ryggradsdjur är det en speciell receptor som specifikt binder till PCB - och dioxinmolekylerna – den s.k. aryl hydrocarbon receptorn (Ah-receptorn). Receptorn återfinns fritt flytande inuti cellerna och när exempelvis dioxin binder till receptorn sätts en kedjeprocess igång som leder till att mängder av olika enzymer från biotransformationssystemet börjar produceras (se figur). Den stora produktion av fria radikaler som denna biotransformation ofta genererar kan i slutändan ge upphov till de symptom som är klassiska vid miljögiftsexponering, dvs. cellförändringar som kan bilda tumörer, nedsatt immunförsvar, dålig leverfunktion, mm. Dioxin – ett av världens mest farliga kemikalier – är så farligt just på grund av att Ah-receptorn sätter igång biotransformationssystemet i så hög grad. Ah-receptorn upptäcktes först hos laboratoriemöss där det visade sig att individer som hade olika varianter av den gen som kodade för Ah-receptorn även hade olika förmåga att binda dioxin. När man sen helt kunde ta bort den gen som kodar för Ah-receptorn insåg man vilken stark betydelse denna receptor har för de toxiska effekter som kännetecknar dioxinexponering. Dessa möss kunde nämligen inte bara överleva utan genen utan var dessutom helt resistenta mot dioxinets normala skadeeffekter. Vad som är Ah-receptorn egentliga, endogena funktion i kroppen är idag oklart. Att den har utvecklats för att binda just miljögifter är dock inte troligt eftersom dessa kemikalier bara funnits i större mängder i ekosystemet under det senaste århundradet. Dessa nya kemikalier bara ”råkar” binda till Ah-receptorn. Fiskar, och framförallt laxfiskar, har i jämförelse med däggdjur påvisats vara extra känsliga för påverkan av miljögifter. I svårt förorenade amerikanska floder där antalet friska fiskar varit på neråtgående under flera decennier observerades det under 1990-talet plötsligt att fiskarna blev allt friskare trots att mängden gifter i flodernas vatten var i stort sätt oförändrad. Detta tillskrevs förändringar i den gen som kodar för Ah-receptorn och att dessa förändringar hade minskat receptorns kapacitet att starta produktionen av reaktiva enzymer. Anledningarna till varför laxfiskar är de allra mest känsliga för miljögifter är ännu inte klarlagda. I Östersjön har miljögiftshalterna varit mycket höga under lång tid. Det var därför intressant att undersöka om Östersjölaxen har utvecklat olika varianter av Ah-receptorer som gör laxarna mindre känsliga för miljögiftspåverkan. I min avhandling visar jag att det finns fler Ah-receptor gener hos laxen än vad som hittills påvisats hos någon annan organism – hela sex stycken – vilket troligtvis är en direkt konsekvens av att hela arvsmassan hos laxens förfader fördubblades flera gånger för miljontals år sedan. Jag visar också i min avhandling att det hos laxar från Östersjön finns ett samband mellan genetiska skillnader i den del av Ah-receptorgenen som bestämmer hur många receptorer som ska uttryckas i cellerna (dvs. hur många receptorer som genen ska producera) och hur många Ah-receptorer som det faktiskt finns i levern. Min avhandling visar alltså att aktiviteten av biotransformationen hos Östersjölaxar kan påverkas av genetiska varianter av Ah-receptorn. Dessutom visar jag att mängden antioxidanter (i form av det röda pigmentet astaxanthin) i laxarnas muskler minskar i takt med att halten enzymer ökar och att ju mer fett en lax från Östersjön har, desto mer PCB finns lagrat i musklerna. Eftersom laxarna i Östersjön lagrar stora mängder fett i musklerna till deras energikrävande vandring tillbaka till lekplatserna där de själva kläcktes, är det troligt att miljögifterna kommer att påverka laxarna den dag när de påbörjar förbränningen av fettreserverna.

Detaljer

Författare
Enheter & grupper
Forskningsområden

Ämnesklassifikation (UKÄ) – OBLIGATORISK

  • Ekologi

Nyckelord

Originalspråkengelska
KvalifikationDoktor
Tilldelande institution
Handledare/Biträdande handledare
  • [unknown], [unknown], handledare, Extern person
Tilldelningsdatum2004 apr 23
Förlag
  • Maria Hansson,
Tryckta ISBN91-7105-201-1
StatusPublished - 2004
PublikationskategoriForskning

Nedladdningar

Ingen tillgänglig data