Aalto vedessä

Kuinka lohi välttää loisen uhan – genominen näkökulma tuo uutta tietoa kalojen immuunivasteesta (Väitös: Ksenia J. Zueva, 22.1.2021, biologia)

MSc Ksenia J. Zueva selvitti väitöstutkimuksessaan, miksi lohet reagoivat parasiittiin eri tavoilla. Tutkimusryhmä löysi lohelta useita geenejä, jotka vastustavat erästä sen pahimmista loisista. Useat geeneistä ovat muita kuin tunnettuja immuniteettigeenejä, mikä viittaa siihen, että kalojen immuunivaste on monimutkainen.

Lohi (Salmo salar) asuttaa Pohjois-Atlantin, Itämeren ja Karjalan suuria järviä, ja poikaset kasvavat niihin virtaavissa joissa. Lohen merkitys on ollut kulttuurisesti ja taloudellisesti hyvin suuri.  
 
Eräillä alueilla lohiloinen (Gyrodactylus salaris) on iskenyt dramaattisesti lohikantoihin. Norjassa ja Vienanmerellä loinen tappaa joessa kasvavat poikaset lähes täysin. Sen sijaan Tornionjoessa ja Karjalan suurissa järvissä Laatokassa ja Äänisellä lohet ovat vastustuskykyisiä.
 
Ksenia Zueva on professori Craig Primmerin ohjaama tohtoriopiskelija Turun yliopiston genetiikan laboratoriossa. Hän pyrkii työssään ymmärtämään, miksi lohet reagoivat parasiittiin eri tavalla, ja löytyisikö erityisiä geenejä, jotka liittyvät menestykselliseen immuunireaktioon eli siihen, että Itämeren altaan lohet eivät juurikaan kärsi loisesta, vaan ylläpitävät sitä harvalukuisina populaatioina.
 
– Olen onnekas, kun olen voinut työskennellä Itämeren, Laatokan ja Äänisen kestävillä lohikannoilla ja herkemmillä subarktisilla Barentsin ja Vienanmeren lohilla. Meillä on poikkeuksellisen laaja näytekokoelma, joka kattaa Euroopan viimeiset melko koskemattomat lohijoet, jotka ovat hyvin tärkeitä lajin suojelun ja hallinnoinnin kannalta, Zueva kertoo.

Geeneillä on monia tehtäviä  

Mikä siis aiheuttaa sen, että jotkut lohikannat kestävät parasiitin ilman suuria haittoja? Tämän selvittämiseksi tutkijat selvittivät luonnonvalinnan merkkejä eri populaatioiden välillä lohen koko genomin alueella.  

Koska G. salaris -loinen vaikuttaa vahvasti kalan hengissä pysymiseen, vastustukseen osallistuvat genomialueet ovat oletettavasti olleet tiukan selektion alaisia. Vertailemalla kestävien ja alttiiden populaatioiden genomeja voidaan niin sanotut selektion jalanjäljet havaita.
 
Löydetyt geenit vaikuttavat sekä sisäiseen immuniteettiin, kuten rasvahappometaboliaan ja sytokiinien ja tulehduksen säätelyyn, että hankittuun immuniteettiin, kuten lymfosyyttien kypsymiseen ja T-solujen aktivoitumiseen. Selektion kohteena oli ollut muitakin toimintoja, esimerkiksi osmoregulaatio eli suhde suolaiseen ja makeaan veteen: loista kestävät kannat ovat myös niin sanottuja järvilohia eivätkä vaella valtamereen.
 
– Patogeenivaste on mutkikas prosessi ja se koskee lukuisia geenejä. Tutkimus osoittaa tämän lohellakin, sanoo Zueva.
 
– On kiinnostavaa, että vertailuissa havaituilla selektion alaisilla geeneillä on muitakin tehtäviä kuin immuniteettiin liittyviä. Jatkotutkimuksissa voidaan ehkä altistaa lohia parasiiteille ja tutkia ehdokasgeenien ilmenemistä.
 
Tutkimuksen tuloksia tulee tulkita varovaisesti. Havaitut valinnan signaalit voivat johtua muistakin, kromosomeissa lähellä olevista tekijöistä. Joka tapauksessa havainnot avaavat käsitystä eri lohikantojen alttiudesta ja kestävyydestä. Lohiloinen voi siirtyä joesta toiseen kalastusvälineiden ja poikasistutusten välityksellä, ja se on suuri uhka kestävälle kalastukselle.
 
Tutkimuksen tulokset havainnollistavat osaltaan kestävien ja alttiiden lohikantojen levinneisyyttä ja auttavat ohjaamaan mahdollisia tuki-istutuksia.  
 
– Euroopassa on vielä lohijokia, joissa parasiittia ei ole testattu eikä halutakaan testata: Teno ja Näätämö Norjan ja Suomen alueella, Brittein saaret ja Islanti, Ranska ja Espanja. Niihin ei pitäisi missään tapauksessa viedä kaloja kestävistä populaatioista.
 
***  
 
MSc Ksenia J. Zueva esittää väitöskirjansa ”Evolutionary genomics of adaptation in Atlantic salmon from northern Europe” julkisesti tarkastettavaksi Turun yliopistossa perjantaina 22.1.2021 klo 12.00. Väitöstä voi seurata etäyhteyden kautta.
 
Vastaväittäjänä toimii Senior Researcher Dorte Bekkevold (Technical University of Denmark, Tanska) ja kustoksena professori Päivi Onkamo (Turun yliopisto). Tilaisuus on englanninkielinen. Väitöksen alana on biologia.
 
Turun yliopisto seuraa aktiivisesti koronavirustilannetta ja viranomaisten ohjeita. Yliopisto päivittää ohjeitaan tilanteen mukaan. Ohjeet ja linkit löytyvät osoitteesta: utu.fi/koronavirus
 
Väittelijän yhteystiedot: ksezue@utu.fi, p +3585472780
 
> Väittelijän kuva
 
> Väitöskirja on julkaistu sähköisenä

Luotu 18.01.2021 | Muokattu 18.01.2021