Mikro-RNA (miRNA) er små RNA-molekyler som regulerer uttrykk av proteinkodende gener. De tilhører en nyoppdaget gruppe gener som kalles ikke-kodende RNA. Det finnes flere hundre mikroRNA gener som hver utrykker ulike små miRNA i vertebrater (virveldyr). I modellarter som rundorm (c.elegans), mus og bananflue er det vist at ulike miRNAer regulerer bl.a. utvikling, vekst, immunrespons og tilpasning til endrede miljøbetingelser (cellehomeostase). Sykdom i forbindelse med oppdrett av laks fører til store tap og representerer en betydelig økonomiske og fiskehelsemessig utfordring for norsk oppdrettsnæring. Likeledes er suboptimal smoltifisering assosiert med økt sykdom og høy dødelighet i sjøvannsfasens første periode. Større kunnskap om gener som regulerer immunforsvar, eller regulerer gen-nettverk som bidrar til tilfredsstillende utvikling av robust smolt kan bidra til å forbedre fiskehelsen. Ett av målene med våre prosjekter har derfor vært å identifisere miRNA gener som deltar i (og modulerer) vert-patogen interaksjon ved infeksiøs sykdom og således generere ny kunnskap om molekylære mekanismer ved immunrespons. Ett annet mål har vært å karakterisere miRNA gener som regulerer gen-nettverk som styrer utvikling av smolt og deres tilpasning til saltvann. Ved å benytte massiv parallel sekvensering har vi identifisert og karakteriserte laksens flere hundrede miRNA gener (se bl.a miRBase.org). Vi har etablerte analysemetoder for å undersøke deres genutrykk (HTS-seq, DESEq2, RT-qPCR), noe som har tillatt oss å identifisere mindre grupper av miRNA gener som responderer både på virussykdom (SAV, IPNV) og bakterieinfeksjon (Moritella) med endringer i genutrykk (Differentially expressed miRNAs; DE-miRNAs). Likeledes har disse metodene blitt benyttet for å karakterisere miRNAs i gjeller, lever og hodenyre som viser karakteristiske endringer når parr utvikles til smolt og deretter overføres til sjøvann. Ekspresjonsanalysene har således identifisere hvilke microRNA gener som er assosiert med, og sannsynligvis har regulatoriske roller, i respons ved infeksjonssykdom og ved smoltifisering/sjøvannsadaptsjon. Med ulike bioinformatiske verktøy utviklet i vårt prosjekt (http://github.com/AndreassenLab/MicroSalmon/) og enrichment analyser har vi pekt ut proteinkodende gener og gen-nettverk som sannsynligvis reguleres av slike DE-miRNAs. Våre resultater viser at et tyvetalls miRNAs bidrar i respons ved infeksjonssykdom (f.eks IPN og PD). Genutrykket varierer gjennom infeksjonsforløpet og viser at ulike miRNAs kan ha ulike roller; sannsynligvis bidrar de både til rask immunrespons og til å forhindre alvorlig betennelsesreaksjoner som over tid kan være skadelige. Likeledes er det en mindre gruppe av miRNAs som endrer genutrykk ved smoltifisering/saltvannsadaptasjon. De regulerer sannsynligvis ekspresjon av gener i både hormon- og immun-gen-nettverk som har essensielle roller ved tilpasning til sjøvann. Dette er helt ny kunnskap som kan benyttes direkte av næring og forvaltning. Mange av genene som antas regulert av miRNAs (target gener) har betydning for immunsystemets respons mot infeksjonssykdom. Genetisk gunstig variasjon knyttet til slike reguleringsmekanismer vil være av stor betydning ved avlsarbeid. Immunrespons-relevante miRNAs kan også være nyttige biomarkører f.eks når man tester effekten av ulike typer funksjonelt fôr (Xi et al. doi:10.3390/cells8121592). Våre resultater valideres nå med eksperimentelle cellebaserte assays. Fremdtidig manipulering av ulike økonomisk interessante geners utrykk med miRNAs, f.eks gjennom CRISPR editering, kan gi muligheter for å «skreddersy» utrykk av ethvert gen som har fiskehelsmessig og/eller økonomisk betydning.
