Fuusioproteiini säätelee kalojen uimakykyä

Julkaistu 7.12.2017 - 13:03

Tampereen yliopistossa tehdyssä tutkimuksessa on osoitettu, että hiilihappoanhydraasi VI esiintyy joillain lajeilla kahden proteiinin yhdistelmänä. Tämä hiilihappoanhydraasi-pentraksiini "fuusioproteiini" on nykyisen tiedon mukaan jäänyt evoluution aikana pois synnyttävien nisäkkäiden genomista.

Hiilihappoanhydraasit ovat entsyymejä, jotka katalysoivat veden ja hiilidioksiidin muuttumista bikarbonaatiksi ja vetyioneiksi. Niillä on tärkeä rooli monien kudosten ja biologisten nesteiden happo-emäs-tasapainon ylläpidossa.

Hiilihappoanhydraaseja esiintyy lähes kaikissa eliöissä. Ihmisellä esiintyy 15 hiilihappoanhydraasin isoformia. Tampereen yliopiston lääketieteen ja biotieteiden tiedekunnassa toimiva professori Seppo Parkkilan ryhmä tutki CA VI -entsyymiä, jota ihminen tuottaa sylkeen ja maitoon. Isoentsyymi VI on ainoa tunnettu erittyvä hiilihappoanhydraasi.

- Tätä työkokonaisuutta on tehty pikkuhiljaa jo noin kymmenen vuoden ajan, professori Seppo Parkkila toteaa.

Pentraksiini on CRP:n lähisukulainen. CRP eli C-reaktiivinen proteiini on pääasiassa maksan tuottama valkuaisaine, jonka määrä ihmisen elimistössä kohoaa reilusti erilaisten tulehdusten yhteydessä. Plasman CRP-pitoisuus on käytetyin tulehdusmittari kliinisessä lääketieteessä.

Tutkimuksessa käytettiin varhaisessa ikävaiheessa olevia seeprakaloja. Kaloilta hiljennettiin viiden päivän ajaksi geeni, joka tuottaa hiilihappoanhydraasi-pentraksiinia. Muutoksella oli selvä vaikutus kalojen uintikykyyn.

- Kalat, joiden elimistö ei tuottanut "fuusioproteiinia", olivat muuten terveitä ja hyvinvoivia, mutta ne eivät pysyneet veden pintakerroksessa vaan painuivat altaan pohjaan. Kalojen uimarakko ei toiminut normaalilla tavalla. Kun geenin toiminta palautui noin viiden päivän iässä, myös kalojen kehitys palautui normaaliksi, Parkkila kertoo.

Ihmisellä hiilihappoanhydraasit ja pentraksiinit eivät liity toisiinsa, vaan ovat täysin erillisiä valkuaisaineita.
"Fuusioproteiini" löytyy sammakko-, lintu- ja kalalajeilta. Sama ominaisuus löytyy myös eräältä eksoottiselta otukselta Australiasta.

- Platypus eli vesinokkaeläin on muniva nisäkäs ja luultavasti kehittynein eläin, jolta tämä proteiinien yhdistelmä löytyy, Parkkila sanoo. Sitä koodaavaa geeniä ei ole löydetty synnyttäviltä nisäkkäiltä.

Tutkimusprojektissa oli mukana tutkijoita Tampereen lisäksi Joensuusta, Turusta, Italiasta, Nepalista ja Unkarista.

Tutkimustulokset on julkaistu PeerJ Open Access -lehdessä:
https://peerj.com/articles/4128/

Lisätietoja:
Professori Seppo Parkkila, 040 190 1825, seppo.parkkila@uta.fi

TAMPEREEN YLIOPISTON TIEDOTE 7.12.2017