Een studie uitgevoerd aan de Universiteit van Tampere heeft aangetoond dat koolzuuranhydrase VI (CA VI) in sommige soorten aanwezig is als een combinatie van twee eiwitten. Volgens de huidige gegevens, dit "fusie-eiwit, " genaamd pentraxine-koolzuuranhydrase, is door evolutie uit het genoom van bijna alle zoogdieren verdwenen.

Koolzuuranhydrasen (CA's) zijn enzymen die de omzetting van water en koolstofdioxide in bicarbonaat- en waterstofionen katalyseren. Ze spelen een belangrijke rol bij het in stand houden van het zuur-base-evenwicht van veel weefsels en biologische vloeistoffen.

CA's zijn aanwezig in bijna alle organismen. Mensen brengen 15 CA-isovormen tot expressie. De onderzoeksgroep van professor Seppo Parkkila aan de Faculteit Geneeskunde en Levenswetenschappen van de Universiteit van Tampere onderzocht iso-enzym VI, het CA VI-enzym dat mensen afscheiden in speeksel en melk. Het is de enige bekende uitgescheiden CA. "We hebben deze studie al meer dan 10 jaar uitgevoerd, ' zegt professor Parkkila.

Pentraxine is een nauwe verwant van C-reactief proteïne (CRP), die voornamelijk door de lever wordt geproduceerd. De niveaus ervan nemen snel toe in het menselijk lichaam bij inflammatoire aandoeningen, en de CRP-concentratie van het plasma is de meest gebruikte ontstekingsindicator in de klinische geneeskunde.

De studie van de onderzoeksgroep maakte gebruik van zebravisembryo's. Voor een periode van vijf dagen, het gen dat CA VI produceert, werd in de vis tot zwijgen gebracht. De verandering had een duidelijk effect op hun vermogen om te zwemmen.

"De vissen waarvan de organen het 'fusie-eiwit' niet produceerden, floreerden en waren in andere opzichten gezond, behalve dat ze niet dicht bij het wateroppervlak konden blijven; in plaats daarvan, ze zonken naar de bodem van het zwembad. De zwemblaas van de vis functioneerde niet normaal. Toen de genfunctie hervatte op een leeftijd van ongeveer vijf dagen, de ontwikkeling van de zebravis keerde terug naar normaal, " legt Parkkila uit.

In mensen, koolzuuranhydrasen en pentraxines zijn niet aan elkaar verwant, maar zijn volledig gescheiden eiwitten. Het "fusie-eiwit" is aanwezig in kikkers, vogels en vissen. Hetzelfde kenmerk wordt ook gevonden in een van de meest iconische dieren van Australië.

"Het vogelbekdier, dat een eierleggend zoogdier is, is waarschijnlijk het meest geavanceerde dier waarin deze combinatie van eiwitten wordt gevonden, " zegt Parkkila. Het gen dat codeert voor pentraxine-koolzuuranhydrase is niet gevonden bij zoogdieren die levend nageslacht krijgen.

Naast de onderzoekers van de Universiteit van Tampere, onderzoekers uit Italië, Nepal, Hongarije en elders in Finland namen deel aan het onderzoek. De onderzoeksresultaten zijn gepubliceerd in de PeerJ open access tijdschrift.