A kutatók egy távoli grönlandi jéghegy türkizkék karjai között, a tengervíz keservesen hideg fürdőjében fogtak ki egy olyan sarkvidéki halat, amelynek teste rendkívül ellenálló a fagyos hőmérsékletekkel szemben.
Kelet-Grönland partjainál fogtak egy fiatal halat ott, ahol az óceáni áramlatok rendszeresen 0 Celsius-fok alá süllyednek. Ezek a fagyos hőmérsékletek elégségesek ahhoz, hogy a trópusokhoz jobban szokott halak vére megfagyjon. A sarki halaknak azonban van egy titok a tarsolyukban. Sokuk ereiben fagyálló fehérjék áramlanak. Amikor a kutatók szekvenálták a sarkvidéki hal, a tarka csigahal (Liparis gibbus) RNS-ét, megállapították, hogy a faj kopoltyúig tele van fagyálló fehérjékkel. Hasonlóan ahhoz, ahogy az autóban lévő fagyálló megakadályozza, hogy a hidegben a hűtőben lévő víz megfagyjon, egyes állatoknál is elképesztő gépezetek fejlődtek ki, amelyek megakadályozzák a megfagyást, például a fagyálló fehérjék, amelyek megakadályozzák a jégkristályok kialakulását.
Azt már tudtuk, hogy ez a rendkívül hideg vizekben élő apró csigahal fagyálló fehérjéket termel, de nem tudtuk, hogy mennyire van tele ezekkel a fehérjékkel – és hogy mekkora erőfeszítéseket tesz e fehérjék előállítására. A szóban forgó halat, a L. gibbus-t pöttyös csigahalnak is nevezik, nevét a barna, petyhüdt testén található fekete foltokról kapta. A felszínen ez egy eléggé jellegtelen faj. Belül azonban tele van meglepetésekkel. 2019-ben egy tarka csigahalat találtak, amely zöld és vörös színben világított – ez az első sarki hal, amelyről valaha is jelentették, hogy biofluoreszkál, és az első példa arra, hogy egyetlen faj két színben fluoreszkál. Most az RNS-szekvenálás a csigahalak egy másik titkát is felfedte.
A sarkvidéki fajban szekvenált több ezer transzkriptum között a kutatók találtak néhány olyan transzkriptumot, amelyek fagyálló-szerű fehérjéket kódolnak, és amelyek mindegyike magasan kifejeződött. Sőt, az egyik transzkript a legjobban kifejezettek közé tartozott – egészen az első 1 százalékig. A genetika területén a transzkript a DNS egy részének RNS-másolata. Ez adja meg a sejtnek az utasításokat arra vonatkozóan, hogyan kell bizonyos fehérjéket előállítani. A fagyásgátló transzkriptek ilyen magas expressziója arra utal, hogy a csigák nagy hangsúlyt fektetnek ezekre a fehérjékre. Valószínűleg létfontosságúak a fagypont alatti hőmérsékleten való túléléshez.
A jéghez kötődő fagyálló fehérjéket számos más sarki és szubpoláris halban, valamint néhány hüllőben, rovarban és növényben is megtalálták. A halakban ezek a májban termelődő fehérjék feltehetően megakadályozzák, hogy a jégszemcsék túl nagyra nőjenek, vagy felhalmozódjanak a sejtekben és a testnedvekben, ahol akadályozhatják a halakat. A csigahalakban leginkább expresszálódó fagyálló fehérje a többi fagyálló fehérjetípushoz képest viszonylag gyenge, de még így is fontos szerepet játszhat a halak biológiájának működésében.
A gyengébb és erősebb fehérjék keveréke valójában együttesen működhet, hogy a csigahalak számára biztosítsa azt a hőmérséklet-ellenállóságot, amelyre szükségük van ahhoz, hogy ilyen keserű vizekben éljenek. Például, bár a fagyálló fehérjék némelyike talán nem elég erős ahhoz, hogy megakadályozza a jégszemcsék növekedését a vérben, segíthetnének a telítetlen lipidek szállításában, amelyeknek az erekben való közlekedésükhöz meghatározott hőmérsékletre van szükségük. Mint ilyen, a szerzők szerint a csigahalak körében tett megállapításaik felvetik annak lehetőségét, hogy a gyenge vagy kombinált fagyvédő aktivitás hasznos lehet a sarkvidéki halak számára. Legalábbis most már hasznos.
A 20. század közepe óta a hőmérséklet kétszer olyan gyorsan emelkedett a sarkvidéken, mint a középső szélességi területeken, és egyes tanulmányok azt jósolják, hogy ha a sarkvidéki tengeri jég csökkenése a jelenlegi ütemben folytatódik, nyáron a következő három évtizedben a Jeges-tenger nagyrészt jégmentes lesz. A sarkvidéki tengerek nem tartják fenn a halfajok nagy változatosságát, az új tanulmány pedig feltételezi, hogy az egyre melegedő óceáni hőmérséklet miatt az olyan jég hátán is megélő specialisták, mint ez a csigahal, fokozott versengésbe kerülhetnek a mérsékeltebb éghajlatú fajok által, amelyek korábban nem tudtak túlélni ezeken a magasabb északi szélességeken.
(Forrás: ScienceAlert)