Snabbstängande ventiler låter fiskarna lätta på trycket i cellerna

Regleringen av vätskebalansen i cellerna är livsviktigt för allt levande. Ibland räcker inte vätsketransporten genom cellmembranet till och då används vattenkanaler, aquaporiner, som kan öppnas och stängas vid behov. Forskare vid Göteborgs universitet har nu sett indikationer på en unik typ av snabbstängande ventil för vattenkanaler. Upptäckten kan i förlängningen få betydelse för framtagandet av mediciner mot bland annat cancer och alzheimers.

Forskningen gjordes på aquaporiner från klätterfisk, anabas testudineus. Dessa fiskar har förmågan att klara sig även på land, vilket ställer krav på att de kan reglera vätskebalansen snabbt. Foto: Shutterstock.

Fiskar lever i vattenmiljöer med olika salthalt och vissa arter kan till och med leva upp till en vecka på land. Det ställer väldigt speciella krav på cellernas aquaporiner för att de ständigt ska kunna reglera vätskebalansen i väldigt olika miljöer. Genom att studera aquaporinerna hos klätterfisk (Anabas testudineus) som ibland tar sig upp på land har forskarna kartlagt ett protein som verkar visa på en unik typ av snabbstängande vattenkanal. Resultaten redovisas i en vetenskaplig artikel i Life science alliance.

–  I vår senaste studie presenterar vi den första högupplösta strukturen för en vattenkanal från fisk som finns i huden och gälarna. Vi ser att kanalen har en unik veckning på utsidan av cellen och det indikerar en ny typ av snabbstängande ventil för vattenkanaler som är specifik för vatten. Ventilen kan möjliggöra att kanalen öppnas och stängs snabbt beroende på den omväxlande miljön för fisken, säger Kristina Hedfalk, biokemist vid Göteborgs universitet.

Viktigt att sänka trycket

Att förstå aquaporiners grundläggande reglering kan på sikt få betydelse för forskningen på nya läkemedel mot till exempel hjärnsvullnad vilket skulle kunna rädda liv efter olyckor och sjukdomar. Vid en hjärnsvullnad är det viktigt att kunna sänka trycket i hjärnan innan den tar skada. Genom att odla fram proteinet som styr vattenkanalen i laboratoriemiljö så har forskarna identifierat egenskaper som kan reglera vätskebalansen i cellerna vid snabba förändringar. Tidigare forskning har visat att hjärncellernas aquaporiner har en nedsatt funktion vid begynnande alzheimers, varför denna studie även kan komma att bli ett värdefullt steg till att utveckla mediciner inom detta område.

–  Det är en viktig grundforskning där vi kan se det reglerande proteinet på molekylnivå. Förutom att det kan komma till nytta inom läkemedelsforskningen så är det också viktigt att förstå fiskars vattenkanaler för vår hantering av fisk vid odling så att fisken mår så bra som möjligt, säger Kristina Hedfalk.

Länk till den vetenskapliga artikeln: High resolution structure of a fish aquaporin reveals a novel extracellular fold