Hos hvirveldyr, såsom fx mennesker og zebrafisk, er de tidlige trin i fosterudviklingen overraskende ens, men der er meget store forskelle i udviklingens hastighed. Et døgn efter befrugtningen har kvindens æg delt sig i to – og ni måneder senere fødes barnet. Hos zebrafisken er der kun ca. 15 minutter imellem de første celledelinger, og allerede efter 24 timer har det befrugtede æg udviklet sig til en genkendelig organisme med et bankende hjerte og cirkulerende blodceller.

Hastigheden er ikke den eneste fordel ved at benytte zebrafisk som modelorganisme. I de første dage af fiskens liv er fostret gennemsigtigt, og under et mikroskop kan udviklingen følges direkte, mens det sker. Man kan fx studere dannelsen af de tidlige såkaldte ursegmenter (somitter), som er de strukturer i det tidlige foster, hvorfra hvirvelsøjlen dannes.

PAPP-A kontrollerer zebrafiskens udvikling

På trods af de åbenlyse forskelle imellem mennesker og zebrafisk har forskere fra Aarhus Universitet fundet ud af, at PAPP-A også findes i fisken. Biokemisk ligner zebrafiskens PAPP-A menneskets til forveksling, faktisk i en sådan grad, at menneskets PAPP-A kan fungere lige så godt i zebrafisken som dens eget.

Netop derfor er zebrafisken særdeles nyttig som modelorganisme, når man ønsker at forstå den biologiske funktion af PAPP-A. Hvis fisken får lov til at udvikle sig uden PAPP-A, så sker det markant langsommere end normalt. Den meget nøjagtige timing, som regulerer dannelsen af ursegmenterne, er stærkt forstyrret, hvis fisken mangler PAPP-A.

Med valg af zebrafisken som modelorganisme følger forskellige værktøjer, hvormed de tidlige begivenheder i fosterudviklingen kan manipuleres molekylært. De danske forskere har nu overraskende påvist, at den biokemisk velkendte, enzymatiske aktivitet af PAPP-A ikke har nogen forbindelse til den nedsatte udviklingshastighed. PAPP-A udøver derimod sin kontrol af timingen på en måde, som ikke tidligere har været kendt, heller ikke hos mennesker. Resultaterne er netop publiceret i det velansete tidsskrift, Journal of Biological Chemistry.

- Lige nu er der lang vej inden vi forstår til bunds, hvordan et lavt niveau af PAPP-A er forbundet med Downs syndrom. Men vores resultater udstikker en helt ny retning, som kan lede til svaret, siger Claus Oxvig.

Zebrafisken udbredt som modelorganisme

Anvendelse af zebrafisken som modelorganisme til molekylære studier er udbredt på verdensplan, men foregår i Danmark p.t. kun på Aarhus Universitet. Claus Oxvig forklarer:

- Vi har i løbet af de seneste få år implementeret anvendelse af zebrafisk som modelorganisme. Både for at kunne svare på udviklingsbiologiske spørgsmål, som fx at forstå PAPP-A’s rolle i den allertidligste fosterudvikling, men også for at udnytte fisken som model for fundamentale, cellulære processer og for udvikling af sygdomme, hvor der ofte eksisterer overraskende paralleller imellem zebrafisk og mennesker.

Claus Oxvigs laboratorium er knyttet til DAGMAR, Danish Genetically Modified Animal Ressource, som rummer flere forskellige organismer, der benyttes som dyremodeller.

- Der er mange hensyn at tage, både eksperimentelle, økonomiske og dyreetiske. Zebrafisken udmærker sig bl.a. ved at være en økonomisk dyremodel, og ved at forsøg kan udføres relativt hurtigt. Den har selvfølgelig også begrænsninger – og så må man ty til andre organismer, siger Claus Oxvig.

Link til den videnskabelige artikel i Journal of Biological Chemistry

Mere information

Professor Claus Oxvig Institut for Molekylærbiologi og Genetik Aarhus Universitet co@mb.au.dk – mobil 3036 2460

eller

Forsker Kasper Kjær-Sørensen Institut for Molekylærbiologi og Genetik Aarhus Universitet kks@mb.au.dk - mobil 5144 6497