Wspólnotowy Serwis Informacyjny Badan i Rozwoju - CORDIS

Adaptowanie się ryb do zmiennych poziomów tlenu

Globalne ocieplenie, zmniejszenie się ilości tlenu oraz zanieczyszczenie oddziałują na ekosystemy wodne na całym świecie. Europejscy badacze zbadali mechanizmy molekularne stojące za transportem tlenu w organizmach ryb oraz sposób, w jaki ryby dostosowują się do zmian zachodzących w ich środowisku.
Adaptowanie się ryb do zmiennych poziomów tlenu
Występująca u ryb, gadów i płazów globina X (GbX) to wiążące tlen białko mające tego samego przodka, co hemoglobina ssaków. GbX wpływa na zależną od tlenu aktywację wymiany jonów sodowych/wodorowych przez membranę erytrocytów (RBC) u ryb, jednak dokładna charakterystyka tego mechanizmu nie jest znana.

Celem projektu GBX IN FISH RBCS (Expression and function of globin X in nucleated red blood cells of fish) było opracowanie interdyscyplinarnego podejścia, które pozwoli dogłębnie poznać działanie GbX. Dostępne do tej pory dane molekularne i funkcjonalne tej zagadkowej cząsteczki zostały przeanalizowane ze szczególnym uwzględnieniem kwestii środowiskowych.

W badaniu wykorzystano trzy różne gatunki ryb z rodziny łososiowatych – łososia atlantyckiego, golca zwyczajnego i pstrąga tęczowego – o różnych wymaganiach w zakresie temperatury i poziomu tlenu. Naukowcom udało się zidentyfikować warunki (np. wzrost temperatury czy stymulacja receptorów β-adrenergicznych) zwiększające tempo transkrypcji GbX w czerwonych krwinkach oraz komórkach wątroby i skrzeli. Dla żadnego transkryptu nie odnotowano zmiany tempa produkcji w reakcji na zmiany warunków środowiskowych, jednak, co ważne, zaobserwowano ich wpływ na stabilność dwóch transkryptów.

Prace w ramach projektu GBX IN FISH RBCS nadal trwają, zaś zespół uważnie przygląda się zjawiskom hipoksji i reoksygenacji. Uzyskane wyniki wskazują, że na poziom transkrypcji GbX wpływ ma tylko długotrwały deficyt tlenowy. Jednakże ogólny poziom ekspresji GbX u poszczególnych ryb jest mocno zróżnicowany, a określenie dokładnych warunków jego produkcji wymaga przeprowadzenia dalszych badań.

W celu zbadania wpływu unikalnych przedłużeń N- i C-końców GbX zespół opracował kilka konstruktów sekwencji kodujących GbX u pstrąga tęczowego. Modyfikacje lipidów w drodze np. palmitylacji umożliwiły zlokalizowanie białek w błonach komórkowych. Naukowcy odkryli, że za lokalizację odpowiada wyłącznie N-koniec, a nie żadne inne części molekuły.

W ramach projektu GBX IN FISH RBCS zgromadzono ogromną ilość nowych danych dotyczących regulacji ekspresji genów u ryb. Analiza tych danych, a w szczególności analiza wpływu stymulacji receptorów β-adrenergicznych na ekspresję GbX, wciąż trwa. Przy udziale lokalnej firmy partnerskiej udało się przetestować opracowany na potrzeby projektu czytnik mikropłytek, który będzie można później wykorzystywać w innych dziedzinach nauki.

Wyniki projektu przedstawiono w pięciu przesłanych do publikacji artykułach oraz na trzech międzynarodowych konferencjach, co podkreśla wagę dokonanych odkryć. Zakres ich zastosowań jest bardzo szeroki, zwłaszcza w kontekście dynamicznych zmian w ekosystemach na całym świecie, często przebiegających z uszczerbkiem dla wielu gatunków ryb będących na granicy wyginięcia.

Powiązane informacje

Słowa kluczowe

Ryby, poziomy tlenu, ekosystem wodny, GbX, GBX IN FISH RBCS
Numer rekordu: 198598 / Ostatnia aktualizacja: 2017-05-26
Śledź nas na: RSS Facebook Twitter YouTube Zarządzany przez Urząd Publikacji UE W górę