Hud, gjelle og tarm er barriereorganer som er direkte i kontakt med miljøet. Felles for disse organene er at de er dekket av en viskoelastisk gel som i hovedsak består av store glykosylerte proteiner, såkalte muciner. Slimlaget beskytter aktivt mot det ytre miljøet, og skader i slimlaget er forbundet med økt sjanse for infeksjoner. Det er tidligere vist at antall slimproduserende celler i hud og tarm variere med infeksjoner, temperatur, vannkvalitet og mange andre faktorer.
På bakgrunn av dette ønsket vi å kartlegge mucingenene, og videre undersøke hvordan genuttrykket er påvirket av ulike stressituasjoner. Kartleggingen av genene bestod av fire analyser (annotering, genekspresjon, slektskap og domener) og førte til at syv mucingener ble identifisert, to mucin2 og fem mucin5. Ekspresjonsmønsteret viste at mucin2 variantene i all hovedsak er uttrykt i tarm, mens genene i mucin5-familien i hovedsak er uttrykt i skinn, gjelle eller pylorusblindsekkene.
Videre ble det utført to eksperimenter. I det første eksperimentet ble fiskene utsatt for håndteringsstress, i form av håving og lufteksponering. Forsøket viste at genuttrykket økte i gjelle, mens det ble redusert i hud og tarm 3 og 24 timer etter stress. Dette forsøket tyder på at det tar mer enn 24 timer før genekspresjonen i skinn og tarm er tilbake på normalnivå etter akutt stress. I en akvakultur sammenheng er dette relevant i forhold til akutte håndteringsmetoder, og det anbefales at fisken får ro slik at slimlaget kan bygge seg opp igjen. I det andre eksperimentet undersøkte vi om kronisk stress i form av en fisketetthet på 125 kg/m3 påvirket genuttrykket i skinn. Resultatet viste at genekspresjonen økte som følge av høy tetthet. Til sammen viser disse to eksperimentene at mucinene reguleres ulikt avhengig av type stressor. Denne studien er publisert i PlosOne (Sveen et al., 2017).
I ett tredje forsøk undersøkte vi utrykket av mucingenene i kunstige sår over en periode på 57 dager. I dette forsøket fant vi at genekspresjonen økte i den tidlige sårhelingsfasen. Samtidig var overflaten til såret dekket av slim. Dette i kontrast til sen sårhelingsfase, hvor huden og slimet lignet det vi ser hos normal hud. Utrykket av gener involvert i post-translasjonelle modifikasjoner, såkalte transferaser var også uttrykt ulikt i tidlig og sen sårhelingsfase. Disse transferasene overfører sukkermolekyler til mucinene, og vi tror at dette er med på å endre egenskapene til slimet.
Til sammen viser disse resultatene at regulering av mucingener er mye mer komplisert enn først antatt. Både type mucingener, og videre prosessering av proteinene er avgjørende for slimets egenskaper.
Referanser
Sveen, L.R., Grammes, F.T., Ytteborg, E., Takle, H., Jørgensen, S.M. 2017. Genome-wide analysis of Atlantic salmon (Salmo salar) mucin genes and their role as biomarkers. PloS one, 12(12), e0189103.
