Det unikke pentraxin-kulsyreanhydraseprotein regulerer fiskens evne til at svømme

En undersøgelse udført ved universitetet i Tampere har vist, at kulsyreanhydrase VI (CA VI) er til stede i nogle arter som en kombination af to proteiner. Ifølge aktuelle data, dette "fusionsprotein, kaldet pentraxin-kulsyreanhydrase, er forsvundet fra genomet hos næsten alle pattedyr gennem evolutionen.

Kulsyreanhydraser (CA'er) er enzymer, der katalyserer omdannelsen af ​​vand og kuldioxid til bikarbonat- og hydrogenioner. De spiller en vigtig rolle i at opretholde syre-base-balancen i mange væv og biologiske væsker.

CA'er er til stede i næsten alle organismer. Mennesker udtrykker 15 CA isoformer. Professor Seppo Parkkilas forskningsgruppe ved Tammerfors Universitets fakultet for medicin og biovidenskab undersøgte isoenzym VI, CA VI-enzymet, som mennesker udskiller til spyt og mælk. Det er den eneste kendte udskilte CA. "Vi har udført denne undersøgelse i over 10 år, " siger professor Parkkila.

Pentraxin er en nær slægtning til C-reaktivt protein (CRP), som hovedsageligt produceres af leveren. Dets niveauer stiger hurtigt i den menneskelige krop under inflammatoriske tilstande, og CRP-koncentrationen af ​​plasma er den mest almindeligt anvendte inflammatoriske indikator i klinisk medicin.

Forskergruppens undersøgelse brugte zebrafiskembryoner. I en fem-dages periode, genet, der producerer CA VI, blev tavset i fisken. Ændringen havde en klar effekt på deres svømmeevne.

"De fisk, hvis organer ikke producerede 'fusionsproteinet' trivedes og var sunde i andre henseender, bortset fra at de ikke var i stand til at holde sig tæt på vandoverfladen; i stedet, de sank til bunden af ​​bassinet. Fiskens svømmeblære fungerede ikke normalt. Da genfunktionen genoptog ved omkring fem dages alderen, udviklingen af ​​zebrafisken vendte tilbage til normal, " forklarer Parkkila.

Hos mennesker, kulsyreanhydraser og pentraxiner er ikke relateret til hinanden, men er helt adskilte proteiner. "Fusionsproteinet" er til stede i frøer, fugle og fisk. Det samme træk findes også hos et af Australiens mest ikoniske dyr.

"Næbdyret, som er et æglæggende pattedyr, er sandsynligvis det mest avancerede dyr, hvor denne kombination af proteiner findes, " siger Parkkila. Genet, der koder for pentraxin-carbonsyreanhydrase, er ikke blevet fundet hos pattedyr, der føder levende afkom.

Ud over forskerne ved Tampere Universitet, forskere fra Italien, Nepal, Ungarn og andre steder i Finland deltog i undersøgelsen. Forskningsresultaterne er blevet offentliggjort i PeerJ åben adgang journal.