Vil avdekke kva som gir tidleg kjønnsmodning hos torsk

Tidleg kjønnsmodning er i dag eit av dei største hindra for satsing på torsk i oppdrett. Risikoen for at torsken skal gyte i merdane og dermed føre til genetisk forureining av dei ville torskestammane, gjer at myndigheitene i dag er svært forsiktige med å gi løyve til torskeoppdrett.

Tidleg kjønnsmodning fører også til økonomisk tap for oppdrettaren, sidan fisken ikkje rekk å nå optimal storleik før puberteten set inn.

– Vill torsk blir kjønnsmoden først når dei er tre år gamle, medan torsk i oppdrett kan kome i puberteten allereie innan dei to første leveåra. Dermed risikerer ein at oppdrettstorsken blir kjønnsmoden før han når salsbar storleik, som er mellom to og fire kilo, seier forskar Ioannis Konstantinidis ved Fakultet for biovitskap og akvakultur ved Nord universitet.

Kjønnsmodning inneber at fisken byrjar å bruke energi på å modne egg og mjølke, noko som har negativ innverknad på vekst, filet-kvalitet og dødelegheit. Dette avgrensar lønnsemda og er ein del av årsaka til at tidlegare satsing på oppdrett av denne arten har gått gale. Tidleg kjønnsmodning inneber dessutan ein miljørisiko.

– Kjønnsmoden oppdrettstorsk kan gyte i merdane og sleppe befrukta egg ut i sjøen. Sidan oppdrettsanlegga ligg langs kysten, vil genforureining vere uunngåeleg. Det utgjer ei alvorleg trussel mot ville torskestammar, seier Konstantinidis.

To forskere i labfrakker — **Forskar på kjønnsmodning hos torsk.** At endringar i døgnlengde og dagslys påverkar torskens kjønnsmodning er velkjent. No vil forskarar ved Nord universitet finne ut korleis det skjer. Her ser vi doktorgradsstudent Lorenzo Colonna (t.v.) og forskar Ioannis Konstantinidis på laboratoriet. Foto: Privat

Låser opp gena

No ønsker forskarane å vite meir om kva som triggar fisken til å bli kjønnsmoden. At kjønnsmodninga blir regulert av dagslys, er velkjent. Men korleis denne reguleringa skjer på cellenivå, veit ein framleis lite om.

I prosjektet Epicod tek forskarar frå Nord universitet og deira samarbeidspartnarar i bruk det nyaste nye innan molekylærbiologisk forsking for å studere korleis lyset påverkar DNA-et til fisken.

– Forsking på genuttrykk i enkeltceller er eit heitt tema i dag. Mange forskarar bruker metodar der ein ser på endringar i genuttrykket på enkeltcellenivå, det vi kallar transkriptomet. Vi tek det eit steg vidare, der vi ser på korleis DNA-et i cellene først blir tilgjengeleg for genuttrykk, seier forskar Jorge Fernandes.

Med andre ord vil forskarane studere kva det er som «låser opp» bestemte gen slik at dei kan begynne å verke. Vanlegvis ligg DNA-et i cellene bunde saman med protein i store kompleks, kalla kromatin. Når kromatinet er pakka tett saman, vil gena vere utilgjengelege for avlesing. For at gena skal kunne begynne å verke, må kromatinet opne seg, slik at den aktuelle delen av DNA-et blir tilgjengeleg for avlesing.

– Det er viktig å få kunnskap om kvifor bestemte gen, til dømes dei som er ansvarlege for kjønnsmodning, ikkje blir uttrykte. Då handlar det ikkje nødvendigvis om kva funksjon gena har, men heller kva som påverkar dei til å bli aktiverte. Det kan vi studere ved å sjå på strukturen til kromatinet, seier Fernandes.

Smilende mann med skjegg — **Prosjektleiar.** Jorge Fernandes er professor ved Nord universitet og leiar prosjektet Epicod.

Torskens tredje auge

No vil forskarane vil studere korleis lyset påverkar kromatinet i torskecellene.

Torsk kjem i puberteten fordi han mottar signal frå omgjevnadene. Her er lys viktig. Gjennom sommaren er det nærmast kontinuerleg dagslys, særleg i nord. Men når sommaren er over, byrjar det å bli skilnad på natt og dag igjen. Denne endringa triggar eit signal, som fører til kjønnsmodning. Inne i hjernen har torsken ei kjertel, epifysen, som reagerer på lyset.

Torsken oppfattar lyset gjennom ein liten spalte på toppen av hovudet. Ho er som eit tredje auge og gir stimuli til epifysen, som skil ut melatonin. Melatoninet påverkar ei anna kjertel, hypofysen, som igjen skil ut ei rekkje hormon i blodstraumen.

Resultatet av denne kjedereaksjonen av hormon er at kjønnsmodninga byrjar.

– Målet vårt er å forstå mekanismane som ligg bak tidleg kjønnsmodning hos oppdrettstorsk, og finne nøkkelmarkørane som kontrollerer dette. For å få til det, vil vi bruke den mest avanserte metodikken innan genetikk, epigenetikk og transkriptomstudium for å studere spesifikke celler i epifysen, som registrerer dagslysendringar, og i hypofysen som regulerer hormonutskillinga, seier Konstantinidis.

På lang sikt er målet å kunne bruke desse biologiske markørane til å velje ut fisk som er genetisk disponert for sein kjønnsmodning.

– Slik kan vi unngå genetisk forureining av villtorsk og samtidig redusere dødelegheita samt tap av kroppsvekt og filetkvalitet, seier Konstantinidis.