Denne artikkelen er produsert og finansiert av Universitetet i Bergen - les mer.

Forskere har funnet ut at ulike stammer av sebrafisk kan reagere svært ulikt på de samme fremmedstoffene. Resultatene av giftforsøk kan med andre ord påvirkes direkte av hvilke stammer som brukes. (Foto: topimages / Shutterstock / NTB scanpix).
Forskere har funnet ut at ulike stammer av sebrafisk kan reagere svært ulikt på de samme fremmedstoffene. Resultatene av giftforsøk kan med andre ord påvirkes direkte av hvilke stammer som brukes. (Foto: topimages / Shutterstock / NTB scanpix).

Forskere roper varsko om sebrafiskforsøk

Sebrafisken er den mest populære forsøksfisken i verden, men genetisk variasjon i arten kan påvirke forskningsresultater.

Publisert

Sebrafisken er fiskeverdenens svar på bananflua. Den er billig, alt arvematerialet er kartlagt, og i genetisk forstand ligner den en hel del på deg og meg.

Menneske og sebrafisk deler 70 prosent av genene. I tillegg blir den tidlig kjønnsmoden og suser gjennom livet i et tempo forskerne liker godt.

Er det rart den er populær på laben?

Nå viser ny forskning at det er grunn til å tolke resultater fra sebrafiskforsøk med en viss varsomhet. Ulike labmiljøer har nemlig kultivert ulike stammer av fisken, noe som har medført genetisk variasjon mellom de stammene som brukes til forskning.

– Vi har studert genmateriale fra fire stammer, og resultatene tyder på genetiske forskjeller som gir svært forskjellige reaksjoner på de samme kjemiske stoffene. Det betyr at man må være forsiktig med å generalisere om sebrafiskens respons på giftstoffer eller legemidler så lenge man bare har brukt én eller noen få stammer i forsøkene, sier Roger Lille-Langøy.

Lille-Langøy er overingeniør ved Institutt for biovitenskap ved UiB og del av forskningsgruppen for miljøtoksikologi. Her studerer de hvordan levende organismer påvirkes av, og håndterer stoffer de ikke har produsert selv, som for eksempel miljøgifter.

Vaktpost og kommandant

Sentralt i forsvaret mot slike fremmedstoffer, står proteinet Pxr (pregnant X receptor).

– Pxr er det vi kaller en kjernereseptor. Vi mennesker har 48 slike, og dette er kort fortalt gener som slår de 20 000 andre genene våre av og på etter hvilke oppgaver som til enhver tid skal utføres, forklarer Lille-Langøy.

– Blant Pxrs viktigste oppgaver er mobilisering av kroppens kjemiske forsvar. Den oppfatter når det dukker opp skadelige kjemikalier og aktiverer produksjonen av en lang rekke proteiner som er involvert i nedbryting og utskilling av fremmedstoffer, sier han.

Pxr er med andre ord vaktpost og kommandant i én og samme skikkelse. Den oppdager inntrengerne og utkommanderer troppene som skal få has på dem. Den kontrollerer også styrken i motangrepet.

Roger Lille-Langøy har studert sebrafiskens kjemiske forsvar og er førsteforfatter på en artikkel som nylig ble publisert i Toxicological Sciences. (Foto: Jens Helleland Ådnanes/UiB).
Roger Lille-Langøy har studert sebrafiskens kjemiske forsvar og er førsteforfatter på en artikkel som nylig ble publisert i Toxicological Sciences. (Foto: Jens Helleland Ådnanes/UiB).

Klipp-og-lim for viderekomne

For å vise at genetisk variasjon kan ha betydning for sebrafiskens kjemiske forsvar, har Lille-Langøy og kollegene utsatt Pxr fra fire stammer av fisken for ett soppmiddel og ett bedøvelsesmiddel. Forsøkene kan trygt kalles klipp-og-lim for viderekomne.

– Fra leveren til sebrafisken hentet vi ut ribonukleinsyre – RNA – som i praksis er en oppskrift på protein. Grunnen til at vi brukte lever, er at det er et viktig organ i forbindelse med utskilling av fremmedstoffer. Vi kunne med andre ord forvente at Pxr-genet var veldig «påslått» her, sier overingeniøren.

Basert på oppskriften de hadde hentet ut, laget forskerne et DNA-molekyl – et såkalt plasmid. Plasmidet ble brukt for å overføre Pxr-gener fra sebrafisk til det som kalles vertsceller. Apenyreceller som var dyrket på laben, ble brukt som vertsceller. Det er celler der det normalt vil være lave verdier av Pxr.

– Dermed hadde vi apenyreceller som var i stand til å produsere sebrafisk-Pxr, slik at vi kunne studere Pxr-genets aktivitet i laboratoriet, forklarer Lille-Langøy.

Nå trengte forskerne bare en pålitelig metode for å registrere om Pxr ble aktivert når cellene ble utsatt for bedøvelses- eller soppmiddel. Løsningen fant de hos ildflua.

Og det ble lys!

– Vi brukte enda et plasmid, altså et DNA-molekyl, basert på luciferase, som er det enzymet ildflua bruker for å lage lys. Også dette plasmidet ble overført til apenyrecellene – sammen med sebrafisk-Pxr, sier Lille-Langøy.

– Og nå skal du vel fortelle meg at apenyrecellene begynte å lyse når kjernereseptoren ble aktivert?

– Det er akkurat det jeg skal. Når fremmedstoffene blir registrert, aktiveres Pxr og skaper en binding til luciferaseplasmidet. Dette starter produksjonen av luciferase i apenyrecellene og skaper en kjemisk reaksjon som frigir lys. Vi kunne ikke se det med det blotte øye, men målte det med en avansert lysmåler.

Ved hjelp av sitt lille molekylpuslespill, kunne Lille-Langøy og kollegene konstatere stor variasjon i reaksjonen på både sopp- og bedøvelsesmiddelet. Kjernereseptoren fra én sebrafiskstamme viste nesten ingen reaksjon i det hele tatt. Denne var ikke kultivert i laboratorier, men kom fra en dyrebutikk.

Kjernereseptorene fra sebrafiskstammer dyrket fram i laboratorier, viste mye kraftigere reaksjoner, men også her var det forskjeller mellom stammene.

– Vi gjorde forsøk med bare to stoffer, men jeg blir ikke overrasket om det viser seg at den genetiske variasjonen mellom stammene fører til ulike reaksjoner også på andre stoffer. Det er i alle fall viktig å ha dette i bakhodet når man tolker resultater, særlig siden forskere ofte ser sebrafisken som en «modellfisk» som representerer flere fiskearter, sier Lille-Langøy.

Referanse:

Roger Lille-Langøy m. fl.: Sequence Variations in pxr (nr1i2) From Zebrafish (Danio rerio) Strains Affect Nuclear Receptor Function. Toxicological Sciences, Volume 168, Issue 1, mars 2019, side 28–39. Sammendrag