Lys styrer melatoninregulering direkte i hjernen hos laks

Lys styrer biologiske prosesser hos levende organismer, og er spesielt viktig for arter som lever i regioner hvor det er store sesongvariasjoner. Hos Atlantisk laks er biologiske prosesser regulert av årstidenes skiftende lysforhold, der oppfattelse av forandringer i lys gjennom døgnet gir fisken en forventing til den kommende sesongen. Fisken sikrer seg på den måten riktig tidspunkt for migrering fra ferskvann til sjøvann, en prosess kalt smoltifisering, i tillegg til riktig tidspunkt for vekst og reproduksjon. Hormonet melatonin gjenspeiler lysforholdene igjennom døgnet, med et lavt nivå om dagen og et høyt nivå og natten, og i regioner med store sesongvariasjoner i lysforhold, vil melatoninnivået også gjenspeile en årsrytme. Produksjon av melatonin er direkte styrt av lysoppfattende og hormonproduserende celler i pinealorganet hos fisk, men hvilke lysoppfattende proteiner (opsiner) som regulerer melatoninproduksjonen hos Atlantisk laks har ikke vært kjent.

I avhandlingen har Horne studert lysoppfattelse i hjernen hos Atlantisk laks og satt det i sammenheng med regulering av hormonproduksjon. Ved hjelp av molekylære og histologiske metoder har fotoreseptive og melatoninproduserende celler blitt karakterisert i pinealorganet. Det har blitt gjort en funksjonell studie av opsinet Exorhodopsin ved bruk av genredigeringsteknikken CRISPR-Cas9. Resultatene viser at Exorhodopsin har en regulerende rolle i syntesen av melatonin, hvor lysdeteksjon hemmer produksjon av melatonin om dagen. I tillegg har lysoppfattende celler dypt i hjernen til laks blitt beskrevet og vurdert opp mot genuttrykk av hormoner som er viktig for reproduksjon. Avhandlingen bidrar med forståelsen av lysets påvirkning på hormonelle systemer som er avgjørende for overganger mellom livsstadier hos Atlantisk laks.

Personalia

Christine Horne (f. 1994) er født og oppvokst i Bergen. Hun fullførte mastergraden i utviklingsbiologi og fysiologi ved Universitetet i Bergen (UiB) i 2019, og startet som universitetsstipendiat i 2020 ved Institutt for Biovitenskap, UiB. Doktorgradsarbeidet har vært utført ved UiB tilknyttet prosjektet «LightBioTrans» og finansiert av Norges Forskningsråd. Veiledere var professor Ståle Ellingsen, professor Jon Vidar Helvik, Dr. Mariann Eilertsen og førsteamanuensis Tom Ole Nilsen.