Hva jeg lærte om laksens biologiske klokke


Heihei!

Mitt navn er Hanna, og jeg studerer lektor i realfag ved UiB med biologi som hovedfag og matematikk som sidefag. Selv om jeg studerer til å bli lærer skal jeg skrive en master innenfor marin biologi, ettersom jeg enda ikke har bestemt meg for om jeg vil bli lærer eller marin biolog. Av den grunn, så var BIO299 en gyllen mulighet for å få god erfaring innenfor forskning, laboratoriearbeid og skriving av vitenskapelig rapport. I tillegg, så har jeg endt opp med å skulle skrive master til et prosjekt som ligner BIO299-prosjektet, noe som betyr at erfaringene mine fra faget gjør at jeg allerede ligger et skritt foran i prosessen med masterskrivingen! Forskningslære i praksis er et fag som krever mye arbeid, men jeg anbefaler virkelig å ta dette faget da det gir god erfaring og et høyt læringsutbytte.

 

Figur 1: arbeid på laboratoriet med Nissl-farging (til venstre) og in situ hybridisering (til høyre).

Den biologiske klokken til laksen

Min BIO299-oppgave handlet om den biologiske klokken i laksen (Salmo salar), og ble gjennomført sammen med Ragnhild Beck Hestness (den fine damen vist bilder av i figur 1), en medstudent i BIO299. Prosjektet er del av et mye større prosjekt med tittelen «The effects of narrow banded LED light on development and growth performance». Som det går ut fra tittelen på prosjektet, så handler det om å se effekten av lyseksponering fra «smalbåndet» LED-lys i tidlige utviklingsstadier av laksen. En del av dette større prosjektet er å se på såkalte klokkegener i laksen, og det var dette jeg jobbet med i mitt BIO299-prosjekt. Nærmere bestemt så var min og Ragnhild sin oppgave i dette prosjektet å lete etter uttrykk av klokkegener i hjernen og retina hos startfôringsklare lakselarver (figur 2). Målet med studien var å 1) Lokalisere fundamentale klokkegener involvert i den molekylære mekanismen i laksehjernen i et tidlig utviklingsstadium og 2) se etter en korrelasjon mellom den biologiske klokken og lys-detekterende celler.

Figur 2: startfôringsklar lakselarve (740dd). 

Biologisk klokke og klokkegener

Så hva er egentlig den biologiske klokken og såkalte klokkegener? Som du kanskje vet så er den biologiske klokken en biologisk prosess som hjelper organismer med å passe tiden, og den biologisk klokke som styrer organismenes døgnrytme kalles en circadisk klokke. Denne circadiske klokken spiller en viktig rolle i å optimere atferd og fysiologiske prosesser til riktig tid på dagen, og tillater organismer å være synkronisert med forutsigbare miljøendringer. Dette har du kanskje kjent på når du reiser over flere tidssoner, hvor det blir et avvik mellom klokken i kroppen din og lokal tid, og du opplever det vi kaller «jetlag». På et mer molekylært nivå består det circadiske systemet av intracellulære «feedback-løkker» for transkripsjon, formet av celle-autonome svingninger i genuttrykk som styes av et nettverk av såkalte klokkegener. Med andre ord, så gir klokkegener oppskriften på klokkeprotein som blir laget i cellene i et syklisk mønster gjennom døgnet. Når disse proteinene lages får man etter hvert en «negativ feedback» som hindrer at det blir laget flere, og en ny syklus med «feedback-løkker» startes. Klokkeproteinene styrer blant annet utskilling av hormon, stoffskifte og når vi er trøtte. Dette med biologisk klokke og klokkegener er spesielt interessant hos laksen på grunn av dens påvirkning av sesongbaserte hendelser som vekst, migrasjon, utvikling og modning som påvirkes av daglengde, i tillegg til den store kommersielle interessen rundt laks.

Hvordan leter man etter klokkegener?

For å lete etter klokkegenene i hjernen på laksen brukte vi metoden in situ hybridisering. Denne metoden går ut på å detektere mRNA i celler ved å bruke en komplementær RNA probe med en markør. Hvis mRNAet man leter etter er til stede, så vil de to probene hybridisere og vi kan se dette som rosa/lilla farging i vevet (illustret til venstre i figur 3). For å kunne utføre in situ måtte vi først montere fiskehoder i beholdere og fryse de ned, og så måtte vi kutte hodet i snitt ved hjelp av en Leica CM3050 S Research Cryostat. Etter in situ hybridisering måtte resultatene analyseres ved å se på alle snittene gjennom mikroskop. I tillegg til dette, så utførte vi Nissl-farging, som gir gode overblikk over anatomiske strukturer i hjernen til laksen (vist til høyre i figur 3).

 

 

Figur 3: i bildet til venstre ser vi prinsippet for in situ hybridisering. I bildet til venstre ser vi resultat av Nissl-farging av et hjernesnitt, som får frem de anatomiske strukturene slik som pinealorganet som ligger over «hjertet».

Resultatene våre ga grunnlag for videre forskning

I prosjektet vårt testet vi for ni klokkegener, og av disse fikk vi uttrykk hos tre av dem. Som tidligere nevnt så vises dette som farging i vevet og i figur 4 ser vi hvordan dette så ut. Ettersom det ikke har blitt sett på uttrykk av klokkegener i startfôringsklare lakselarver tidligere, så ga vårt prosjekt grunnlaget for videre forskning. Allerede nå er man i gang med å teste de samme genene som vi fikk uttrykk av igjen, slik at man skal styrke validiteten til funnene.

Figur 4: genuttrykk av et klokke-gen i hjernen til startfôringsklar lakselarve

Hva jeg lære gjennom prosjektet

Som nevnt i introduksjonen så ga BIO299 og arbeidet med klokkegener i laksen god erfaring med å arbeide med forskning, og jeg fikk prøvd meg på alt fra å kutte i fiskehjerne til å analysere vev gjennom mikroskop. Det har vært en bratt læringskurve, og selv om det har vært mye arbeid så sitter jeg igjen med et godt inntrykk av det å arbeide på laboratorium og er spent på å begynne på masteren. Og til alle som vurderer å ta BIO299 så kan jeg si at det er et svært tidkrevende fag, men hvis man har mulighet til å ta det så anbefales det virkelig!

Hilsen Hanna:-)

Legg igjen en kommentar

Din e-postadresse vil ikke bli publisert. Obligatoriske felt er merket med *