Transcript Hamre Sats marint 2012 Epigenetikk

Kristin Hamre:
Hvilken betydning kan epigenetikk ha for
marint oppdrett?
Embryo og larver
Risiko/nytte fisk
Bærekraft
Hva er epigenetikk?
• Forandringer i egenskaper/genuttrykk som skyldes
miljøpåvirkninger og som er uavhengige av den genetiske
koden
• Kan være arvbare
?????
Arv
Miljø
Nedarvede miljøpåvirkninger
Eksempel på Epigenetisk mekanisme
Metylering av DNA
Foto: Christoph Boch
• Stenger genet for avlesning
• Metyleringen kopieres til dattercellene ved celledeling og
kan dermed arves til neste generasjon celler eller til
neste generasjon av organismen
• Metylgruppene suppleres gjennom mat (Vitamin B9)
Pakking av DNA påvirker også lesbarheten
National Institute of Health, USA
Eksempler på konsekvenser av endret metylering
Agouti yellow, mottled and brown mice all have
the same gene with different levels of DNA
methylation
Hugh D Morgan
Gresshoppesverming
Sult i Nederland vinteren 1944-1945
• Som straff for motstand mot okkupasjonen
innførte tyske myndigheter streng
rasjonering i vest-Nederland i 1944
• Tilgangen på mat sank fra 1800 til 600
kal/dag. Dette varte i 7 måneder til
frigjøringen
• Forskere har fulgt konsekvensene for barn
og barnebarn av kvinner som var gravide i
denne perioden. (The Dutch Famine
Study)
http://www.hongerwinter.nl/
Underernæring i mors liv ga konsekvenser
senere i livet. En større andel av barna fikk:
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Overvekt
Sukkersyke
Hjerte kar lidelser
Tidlig aldring
Brystkreft
Depresjon
Lungesykdommer
Schizofreni
Dårliger stressmestring
Konsekvenser for barnebarna
• Høyere gjennomsnittlig fødselsvekt
• Større andel med overvekt og fedme
• 1,8 ganger mer utsatt for sykdom
Painter et al 2008
Miljøpåvirkninger kan arves gjennom flere generasjoner
Epigenetiske mekanismer???
Hypotese
•
•
•
•
Fosteret innstiller seg på at det
vil bli dårlig tilgang på mat
Stiller inn metabolismen på å
utnytte maten best mulig
kanskje med endret metylering
av DNA
Dette varer livet ut og fører til
fedme og livsstilssykdommer
når det er god næringstilgang
Overføres også til neste
generasjon, kanskje gjennom
arv av endret metylering
Eneggede tvillinger har i utgangspunktet lik
metylering av DNA
Foto: Kaja Skjærven
Dette endrer seg ettersom man lever forskjellig
Foto: Kaja Skjærven
Har epigenetikk relevans i marint oppdrett?
• Egg- og yngelkvalitet
– Betydning for
•
•
•
•
Vekst og helse i vekstfasen
Deformiteter
Pigmentering
Gytespreng?
Livssyklus hos Berggylt i oppdrett
• Gytespreng
– Betydning for
• Eggkvalitet
• Yngelkvalitet?
Egg
Stamfisk
Larve
-
Påvekst
Yngel
Fotos E. Grøtan
Yngelkvalitet hos kveite
• Vi vet at fôring med Artemia kan gi store innslag
av feilpigmentering og redusert øyevandring
• Hovedårsak: Feilernæring
• Oppstår på larvestadiet og varer resten av livet
• Er det arvelig?
• Er det en epigenetisk mekanisme?
Foto: Øystein Sæle
Foto: HI
Yngelkvalitet hos torsk
• Ernæring og miljø på egg og
yngelstadiet påvirker
– Vekst i senere livsstadier
– Beindeformiteter
– Størrelse og antall av muskelfibre –
filèkvalitet
– Gytespreng??
– Eggkvalitet??
Vi er så vidt kommet i gang med slike studier:
Metylert DNA på eggstadiet hos torsk:
10°C ga mer
metylering enn 6°C
Skjærven et al., upublisert
• Temperatur påvirker metylering
• Temperatur påvirker bl.a. vekst av muskelceller sener i livet
• Er det en sammenheng?
Gytespreng hos torsk
• Stort problem både i vekstfasen og for stamfisk
• Oppstår særlig hos oppdrettet stamfisk, ikke i så
mye hos villfanget stamfisk
Foto: Birgitta Norberg
Stamfiskens opphav påvirker eggkvalitet
Villfanget fisk
Fra intensiv yngel
Yngel fra poll
Start eggsamling
Eggmengde (L/dag)
Overlevelse (%)
14. jan. 2005
6.11.6
91,49,4
8. sep. 2005
2.11.1
90,23,8
11. okt. 2005
6.51.1
82,15,2
31. okt. 2006
3,82.6
68,721,7
22. nov. 2006
7,93.0
77,86,3
3. apr. 2006
4.72.9
41,719,3
3. mai. 2006
2.82.6
40,96,1
12. aug. 2006
6.33.0
74,213,5
11. aug. 2006
6.92.3
48,212,1
5. sep. 2006
3.21.3
56,315
Mulige årsaker til problemer med stamfisk
• Gjelder flere arter
– Torsk
– Kveite
– Senegalsk tunge
• Negativ miljøpåvirkning på oppdrettsfisk en
eller annen gang mellom befruktning og
kjønnsmodning
• Får konsekvenser for avl
• Arvelig?
• Epigenetisk mekanisme?
Konsekvenser
• Forsking på oppdrett av marin fisk bør i
fremtiden inkludere mulige epigenetiske
mekanismer for å møte næringens
utfordringer
• Det betyr at man må se mer helhetlig på
oppdretts-organismene:
– Se livssyklusen i sammenheng
– Inkludere det epigenetiske nivået i
forklaringsmodellene
Økt forståelse gir økt mulighet til problemløsning!
Takk for oppmerksomheten