温度是影响生物保存、繁衍和散布的重要因素。在极端冰冷的情况下，一些恒温脊椎动物采纳冬眠的体例，而无法调理体温的变温脊椎动物如南极冰鱼可通过产生抗冻卵白的体例制止体液结冰。而有种不常见的保存战略是忍耐体液的结冰，例如散布在北美的木蛙在冬天时会冻成“冰块”，春天时又能融化苏醒。虽有较多关于结冰耐受的机造研究，但那种复杂的适应性进化的遗传根底尚不清晰。
中国科学院水生生物研究所研究员何舜平团队对已知独一具有结冰耐受才能的鱼类葛氏鲈塘鳢（PErccottus glenii）以及其近缘但不具有耐寒才能的海南新沙塘鳢（Neodontobutis hainanensis）开展了比力基因组、转录组和代谢组学阐发。研究发现，葛氏鲈塘鳢与海南新沙塘鳢约在1千5百万年前分化，葛氏鲈塘鳢具有更快的卵白进化速度。
研究发现，葛氏鲈塘鳢基因组中与低代谢（如nadufaf6和atp5f1d）、细胞压力反响（如shc1、oxr1、hspa12b、ercc8和ercc6l2）、细胞骨架不变性（如kntc2、spc24、haus3、CTT complex、tppp）、抗冻庇护剂的合成（如g6pc和g3pp）、跨膜转运（如aqp1、aqp3、aqp4、aqp7和glut2）以及神经传递相关基因（如adora、gabrg2、mglur5和fbxo2）发作了快速进化或特异性扩张，并进一步提醒了相关基因在结冰前期、结冰期和苏醒期的表达调控形式，那些基因的适应性变革可能在葛氏鲈塘鳢结冰耐受中阐扬重要感化。同时，代谢组学阐发提醒了与抗氧化应激反响有关的多种代谢物的含量变革并发现了多种糖类、醇和氨基酸可能是葛氏鲈塘鳢的抗冻庇护剂（图1）。
上述研究为分析变温脊椎动物结冰耐受适应的分子机造供给了证据，并为医学上的抗冻庇护剂研发以及解析人类神经相关疾病如抑郁症等疾病的致病机理供给了参考。相关研究功效在线颁发在Molecular Biology and Evolution上。
葛氏鲈塘鳢结冰期和苏醒期的转录及代谢调控
来源：中国科学院水生生物研究所
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