Projekt 4. - Institut for Matematik og Datalogi - Syddansk Universitet

N a t u r v i d e n s k a b e l i g t P r o j e k t / F a r m a c e u t : V a l g f r i t P r o j e k t
Projekt 35. Ion- og vandtransport proteiner i
fiskegællen
Vejleder: Steffen Søndergaard Madsen, steffen@biology.sdu.dk
Institut: Biologisk Institut
Praktisk del: Biologisk Institut, forskningslaboratorium
Gruppeplacering: Biblioteket
Gruppestørrelse: Mindst 3 og max 4 deltagere. Én gruppe kan arbejde med projektet.
Kommentarer: Ingen
Keywords:
iontransport, NaK-pumpen, aquaporiner, gællefunktion, hormoner, mRNA og
protein ekspression
Abstract
Fiskegællen har mange funktioner, bl.a. respiratoriske, syre-base regulatoriske og ionregulerende
funktioner. Gællen har en kompleks tre-dimensionel struktur, der på trods af dens
kompakte størrelse giver den et meget stort overfladeareal. Relativt få celletyper indgår i gællens
opbygning: stukturelle (brusk- og søjleceller) og epithelceller (mukus, flise- og kloridceller).
Kloridcellerne findes i flere sub-typer (ion-optagende og ion-udskillende), der varierer i antal
afhængigt af ionindholdet i det omgivende vand. Gællens tynde struktur og høje permeabilitet
bevirker at ufordelagtige passive fluxer af vand og ioner opstår over gælleepithelet. Disse fluxer
virker forstyrrende på fiskens vand- og saltbalance og må kompenseres på flere forskellige niveauer
for ikke at fiskens indre miljø forstyrres. Et af de osmoregulerende organer er netop gællen,
der både aktivt kan optage og udskille ioner - afhængig af saltholdigheden fisken lever i. Euryhaline
fisk kan omstille sig mellem forskellige saltholdigheder, bl.a. fordi deres gællefunktion
kan omstilles fra netto ion-optagelse (i ferskvand) til netto ion-udskillelse (i saltvand). Denne
omstilling involverer regulering af en række forskellige ion- og vandtransport proteiner der findes
i gællens forskellige celler. Blandt disse kan nævnes Na + ,K + -pumpen, Na + ,K + , 2Cl - -
cotransporteren, CFTR Cl - -kanalen og H + -pumpen. Nogle af disse fungerer i både ferskvand og
saltvand (f.eks. Na + ,K + -pumpen), hvorimod andre fungerer når fisken opholder sig i enten ferskvand
(H + -pumpen) eller saltvand (Na + ,K + , 2Cl - -cotransporteren, CFTR Cl - -kanalen). Derudover
skal gællecellernes vand-permeabilitet reguleres for at sikre at cellernes volumen holdes konstant.
Heri indgår regulering af aquaporiner – molekylære vandkanaler.
Projektet tager sigte på at karakterisere hvorledes gællefunktionen ændres i forbindelse med omstilling
mellem saltholdigheder? Mængden og reguleringen af vigtige ion- og vandtransporterende
proteiner i gællen kan undersøges på mRNA- og protein-niveau ved teknikker som spektrofotometri,
enzymassays, Western blotting og kvantitativ real-time PCR (QPCR). Forsøg med hormonel
regulering af ekspressionen kan evt. indgå. Projektet vil give en stor mulighed for fordybelse
i basale fysiologiske og molekylære tilpasningsstrategier i forbindelse med miljøskift.
Minikurser
Obligatorisk: Projektarbejde (Microsoft, Nat).
Anbefalede: Ingen
Litteraturliste over metode artikler, som udleveres til de studerende:
Hirose, S., Kaneko, T., Naito, N. & Takei, Y. (2003) Molecular biology of major components of
chloride cells. Comparative Biochemistry and Physiology 136B: 593–620.
37