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，一些恒溫脊椎動物采取冬眠的方式，而無法調(diào)節(jié)體溫的變溫脊椎動物如南極冰魚可通過產(chǎn)生抗凍蛋白的方式避免體液結(jié)冰。有種不常見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，來自中國科學院水生生物研究所的研究人員對已知唯一具有結(jié)冰耐受能力的魚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展了比較基因組、轉(zhuǎn)錄組和代謝組學分析，發(fā)現(xiàn)葛氏鱸塘鱧基因組中與低代謝、細胞壓力反應(yīng)、細胞骨架穩(wěn)定性、抗凍保護劑的合成以及神經(jīng)傳遞相關(guān)基因發(fā)生了快速進化或特異性擴張。同時，代謝組學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劑。

本研究為剖析變溫脊椎動物結(jié)冰耐受適應(yīng)的分子機制提供了證據(jù)，并為醫(yī)學上的抗凍保護劑研發(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)站觀點和立場，僅供參考。