溫度是影響生物生存、繁殖和分布的重要因素。在極端寒冷的環(huán)境下，一些恒溫脊椎動(dòng)物采取冬眠的方式，而無(wú)法調(diào)節(jié)體溫的變溫脊椎動(dòng)物如南極冰魚(yú)可通過(guò)產(chǎn)生抗凍蛋白的方式避免體液結(jié)冰。有種不常見(jiàn)的生存策略是忍受體液的結(jié)冰，但這種復(fù)雜的適應(yīng)性進(jìn)化的遺傳基礎(chǔ)尚不清楚。

  近期，發(fā)表在《Molecular Biology and Evolution》發(fā)表了一篇題為“Multi-omics investigation of freeze tolerance in the Amur sleeper, an aquatic ectothermic vertebrate”的研究中，來(lái)自中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所的研究人員對(duì)已知唯一具有結(jié)冰耐受能力的魚(yú)類葛氏鱸塘鱧以及其近緣但不具有耐寒能力的海南新沙塘鱧開(kāi)展了比較基因組、轉(zhuǎn)錄組和代謝組學(xué)分析，發(fā)現(xiàn)葛氏鱸塘鱧基因組中與低代謝、細(xì)胞壓力反應(yīng)、細(xì)胞骨架穩(wěn)定性、抗凍保護(hù)劑的合成以及神經(jīng)傳遞相關(guān)基因發(fā)生了快速進(jìn)化或特異性擴(kuò)張。同時(shí)，代謝組學(xué)分析揭示了與抗氧化應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)的多種代謝物的含量變化并發(fā)現(xiàn)了多種糖類、醇和氨基酸可能是葛氏鱸塘鱧的抗凍保護(hù)劑。

本研究為剖析變溫脊椎動(dòng)物結(jié)冰耐受適應(yīng)的分子機(jī)制提供了證據(jù)，并為醫(yī)學(xué)上的抗凍保護(hù)劑研發(fā)以及解析人類神經(jīng)相關(guān)疾病如抑郁癥等疾病的致病機(jī)理提供了參考。

注：此研究成果摘自《Molecular Biology and Evolution》，文章內(nèi)容不代表本網(wǎng)站觀點(diǎn)和立場(chǎng)，僅供參考。

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