Martin Malmstrøm, også kalt brosme-kongen, fisker etter gener. (Foto: Michael Matschiner)
Fant viktig mangel i torskens immunsystem
Det kan føre til at forskning på immunforsvaret endres også for andre arter – inkludert mennesket.
Hva er MHC?
MHC står for major histocompatibility complex. Dette er en type overflatemolekyler som er en del av immunforsvaret.
MCHII er den delen av immunforsvaret som detekterer fremmedlegemer som, sirkulerer i blodbanen. Det kalles ofte det bakterielle forsvaret.
MHCI er den delen av immunforsvaret som sier ifra om hva som er inne i cellene, for eksempel ved en virusinfeksjon.
I 2011 ledet Kjetill S. Jakobsen prosjektet med å kartlegge, eller sekvensere, hele torskens DNA for første gang.
Resultatene viste at torsken mangler en svært viktig del av immunforsvaret, det såkalte MHCII, som normalt beskytter mot bakterier.
Dersom mennesker hadde manglet den samme delen, ville immunforsvaret vårt vært mye dårligere. Et skrubbsår eller en forkjølelse kunne betydd døden. Forskere har siden undret seg over hvorfor torsken klarer seg så bra. Den er jo ikke syk.
– Vi trodde lenge at torsken var en freak, sier UiO-professor Kjetill Jakobsen.
– Nå ser vi at det ikke bare er torsken, men at alle artene i samme gruppe mangler denne delen av immunforsvaret. Vi ser også en rekke andre endringer i immunsystemet hos fisk, så kanskje er det egentlig vi som er de evolusjonære freaksene?
Kan endre forskning
Resultatene viser at immunforsvaret er mer fleksibelt enn forskerne har trodd.
– Dette påvirker hvordan vi forstår immunforsvaret – også hos mennesker, sier UiO-forsker Sissel Jentoft.
Resultatet kan altså påvirke hvordan forskerne ser på immunforsvaret hos andre arter. Kanskje kan det innebære en ny måte å forske på immunforsvaret og på hvilke arter forskerne velger som forsøksdyr innen medisin.
For eksempel vil torsk kunne være en god modell for organtransplantasjoner nettopp fordi det mangler MHCII. Men her trengs det altså mer forskning.
Det har vært vanskelig å drive oppdrett på torsk. En av årsakene til dette, er at er de lett blir syke. Med et annerledes immunforsvar er det vanskelig å lage effektive vaksiner på den tradisjonelle måten.
Med mer kunnskap om immunforsvaret hos torskefisk blir det kanskje mulig å lage vaksiner som virker.
Stingsilda lukter seg fram til partner
Det har lenge vært kjent at det er en sammenheng mellom artsdannelse og immunforsvaret, men årsaken til denne sammenhengen har ikke vært helt klar.
– Vi vet for eksempel at stingsild velger make avhengig av lukt. Lukten til et individ henger sammen med immunforsvaret. To individer med ulikt immunforsvar har ulik lukt.
– Stingsilda lukter seg derfor fram til en make med et kompatibelt immunforsvar for at avkommet skal få en best mulig genkombinasjon fra begge foreldrene, forklarer Kjetill Jakobsen.
Martin Malmstrøm, som også har vært med på studien, utdyper:
– Den delen av immunforsvaret som henger sammen med lukt, kalles MHCI. I studien vår ser vi at det er en sammenheng mellom hvor mange kopier av MHCI-genene en art har, og antall arter i familien. Det kan se ut som at makevalg avhenger av MHCI, sier han.
Til en viss grad er det effektivt å velge make med ulikt immunforsvar, men det ser ifølge forskerne ut til å være en øvre grense for hvor forskjellig det bør være hos de fleste arter. Hos torskefisk har imidlertid mangelen på MHCII blitt kompensert for av en kraftig økning av MHCI-gener. Dette har ført til at det blir et enda større press på å velge maker som er like.
– Dermed ser det ut til at tapet av MHCII har ført til at det har oppstått flere arter i denne gruppen enn hos andre fiskegrupper.
100 millioner år med dårlig immunforsvar
I tillegg har forskerne drevet genetisk arkeologi. De har sett på når torskefiskenes MHCII forsvant.
– Dette skjedde i en periode da det var store endringer på jorda. Massive platetektoniske og klimaendringer førte til at nye områder ble tilgjengelige for fiskene, forklarer Kjetil Jakobsen.
Matschiner utdyper:
– Torskefiskerne er en gammel gren som først og fremst var dyphavsfisker. Antageligvis var det et mindre behov for denne typen immunforsvar i dyphavet. Å opprettholde immunforsvaret er energikrevende, og kanskje sparte torskefiskene mye energi på å droppe denne delen.
Siden den gangen har torskefiskene blitt mange og finnes nå i alle hav, men også i brakkvann og ferskvann. Om vi bruker artsdannelse som et kriterie for evolusjonær suksess, kan vi godt si at torskefiskene kom godt ut av det når de mistet MHCII.
Referanse:
Martin Malmstrøm, mfl. Evolution of the immune system influences speciation rates in teleost fishes, Nature genetics, 22. august, 2016.
