PNAS：南極魚的神秘防凍蛋白
日期：2014-09-24 08:55:21
南極魚能夠合成自身“防凍”蛋白，以便在冰冷的海水中生存。不過這種機制也有一定的副作用，就算溫度上升這些蛋白結合的冰晶也不能融化。這一發現發表在近期的美國國家科學院院刊PNAS雜志上。
“這是南極魚進化出防凍蛋白的不良后果，”文章的第一作者，Oregon大學的Paul Cziko說。“我們發現，抗凍蛋白內部的冰晶不會融化。也就是說，這些蛋白也有抗融化的作用。”Cziko與Illinois大學的教授Chi-Hing Christina Cheng和Arthur DeVries共同完成了這項研究。
在圍繞南極洲的南大洋里生活著五類南極魚，它們有著在冰冷海水中生存的非凡能力。上世紀六十年代，DeVries在南極魚中發現了抗凍蛋白，他還描述了這些蛋白如何與血液中的冰晶結合，阻止南極魚被冰凍。
研究人員將南極魚加熱到融點以上，但它們體內抗凍蛋白結合的冰晶仍然不能融化。當冰在正常融點也不融化時，就被稱為“superheated”。
研究人員還發現，在冰雪消融的溫暖夏季，野生南極魚體內也有冰晶。研究顯示，這些蛋白在體外也能防止冰晶融化。
“我們首次發現了，自然界中的冰superheating”Cheng說。
南極的麥克默多海峽，有著世界上最冷的海洋環境。人們在那里記錄了十一年的海洋溫度，但那里的溫度上升從未使南極魚體內的冰晶完全消除。
研究人員推測，南極魚體內累積的冰晶，可能會產生負面的生理影響，只不過現在人們還未能察覺。Cheng指出，如果南極魚終身攜帶冰晶，那么這些顆?？赡軙枞∶氀?，或者觸發有害的炎癥反應。這種威脅就像是肺部有石棉或者大腦內有血栓一樣。
“鑒于有許多冰晶累積在南極魚的脾臟，我們認為應該存在某種機制，將冰晶從血液循環中清除出去，”他說。
“這項研究有助于我們理解，為何南極魚能夠稱霸南極洲附近的海域，”Cheng說。“另外，我們也從中得到了有關進化的啟示。生物的適應是一個有得也有失的過程，每一次進化上的創新可能都伴隨著某種副作用。”
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