Арктическая рыба оказалась рекордсменом в производстве белков-антифризов

Пестролистные рыбы-улитки (Liparis gibbus) населяют поверхностные воды арктических морей и встречаются даже у побережья Гренландии, где температура течений часто опускается ниже нуля. Если бы в таких условиях оказалась какая-нибудь тропическая рыбка, жидкости в ее теле превратились бы в кристаллы льда, разорвали сосуды и клетки.

Но полярные L. gibbus не боятся критически низких температур, вырабатывая огромные количества веществ-антифризов, которые препятствуют обледенению. Эти белки исследовали ученые из Американского музея естественной истории в Нью-Йорке. Статья Джона Бернса (John Burns) и его коллег опубликована в журнале Evolutionary Bioinformatics.

Вообще, рыбы-улитки L. gibbus кажутся невзрачными лишь на первый взгляд. Во многом они уникальны: например, это единственные полярные рыбы, способные к флуоресценции, и одни из редких рыб, которые могут светиться одновременно двумя цветами (красным и зеленым). Так же оказалось с белками-антифризами: вырабатывают их и некоторые другие рыбы (и прочие животные), но далеко не в таких количествах и не столь сложный набор.

Бернс и его соавторы изучили транскриптом L. gibbus — массу из тысяч различных матричных РНК, которые производятся клетками с активных генов для последующего синтеза белков. Установив последовательность мРНК, можно определить соответствующий ген, а по их числу — оценить его активность. Такая работа показала, что L. gibbus пользуются двумя из четырех известных у рыб типов белков-антифризов. При этом экспрессия их генов остается исключительно высокой: они входят в один процент наиболее активных во всем геноме — наряду с генами, играющими самые ключевые роли в метаболизме.

Это наполняет кровь и клетки тела рыбы-улитки большим количеством белков-антифризов, обеспечивая им довольно комфортное существование даже при отрицательных температурах. Такие молекулы препятствуют образованию и росту кристаллов льда, способствуют увеличению количества ненасыщенных липидов и косвенно помогают повышению «ледостойкости». Ученые предполагают, что не только большое количество, но и разнообразие белков-антифризов делает рыб-улиток столь отличными полярниками.