Elisabeth Ueland

Kjernereseptorer danner en superfamilie av transkripsjonsfaktorer som finnes overalt i dyreriket. Vitamin D reseptor (VDR/NR1I1) er en kjernereseptor i subgruppen NR1I, sammen med pregnan X reseptor (PXR/NR1I2) og konstitutiv androstan reseptor (CAR/NR1I3). Aktiviteten til de fleste kjernereseptorer er kontrollert av ligandmolekyler, som blant annet inkluderer steroid hormoner og vitamin D-derivater.  De fleste kjernereseptorer er strukturelt like og består av  5-6 ulike regioner: en modulerende A/B region, det DNA-bindende domenet (DBD, eller C-regionen), et hengeldomene (D-region), ligand-bindende domene (LBD eller E-region) og en variabel F region  

Medlemmene av NR1I familien har alle muligheten til å binde fremmedstoffer stoffer med lav affinitet og initiere forandringer i genuttrykkingen som kan føre til økt metabolisme og eliminering. VDR og PXR er funnet i diverse vertebrater, fra fisk til menneske. VDR binder kalsitriol med høy affinitet og medierer klassiske effekter som regulering av kalsium- og fosfathomeostase, og har påvirkning på en rekke organ og vev. PXR på sin side har bred ligandspesifisitet og fungerer som et “kjemisk forsvarsprotein”, som oppfatter toksiske konsentrasjoner for et spekter av stoffer og kontrollerer transkripsjonen av gener involvert i detoksifisering i lever og andre organ. PXR og VDR ser ut til å ha oppstått fra en duplisering av et forløpergen, selv om alle kjernereseptorene har en felles evolusjonær historie, bevist ved deres lignende sekvenser og overlappende cellulære funksjoner. I tillegg er ligandene ikke selektive for én spesifikk kjernereseptor, men delvis eller fullstendig agonister for flere reseptorer. 

Basert på det nylig sekvenserte genomet for torsk (Gadus morhua) og forsøk på å klone PXR genet fra atlantisk torsk og andre torskearter, antar vi at torsk mangler kjernereseptoren PXR, selv om den er påvist i andre fiskearter. Som i mange teleose fisker, inkludert fugu (Takifugu rubipes) og japansk flyndre (Paralichthys olivaceus), har torsken to gener for VDR. Vi postulerer at en eller begge disse VDR variantene kan ha overtatt rollen til PXR som xenosensor og regulator av respons mot fremmedstoffer, men da med bredere substratspesifisitet enn det som er vanlig for vitamin D reseptorer. Initielt er målene for masterprosjektet:

1)   Etablere et luciferase reporter assay for å måle ligandaktivering av to varianter av torske VDR

2)   Undersøke relevante miljøgifters evne til å aktivere torske VDRer

3)   Bioinformatisk analyse av VDR-sekvenser fra torsk

4)   Studere uttrykningsprofilen for torske VDRene i ulike vev kvantitativ PCR- forenelig med en rolle som xenosensor?

Prosjektet kan utvides med:

5)   Rekombinant uttrykning av torske VDR som fusjonsproteiner med maltosebindende protein (MBP)

6)   Studere ligand-reseptor interaksjoner ved hjelp av overflate plasmonresonans (Biacore)