生物在冰冷的南极大陆怎么生计演化是一个十分风趣的生物学问题。现在，关于嗜冷生物生命活动的研讨主要是根据对嗜冷酶的了解，而嗜冷酶是经过长时刻的骤变堆集和习惯性演化构成的。那么，经过大气层流等途径抵达永久性冰冷环境的微生物，在细胞内各种参加代谢的酶完结冷习惯之前怎样在低温下坚持必定的代谢活性和成长才能呢？这样的一个问题关于了解生物怎么习惯南极等终年冰冷环境至关重要，但是此前一向没有答案。中国科学院水生生物研讨所等单位科研人员以从南极别离到小球藻Chlorella vulgarisNJ-7和来自温带的小球藻C. vulgarisUTEX259为研讨资料，提醒了绿藻在南极环境下的前期习惯机制。
水生所徐旭东研讨团队从南极别离到小球藻NJ-7，其18S rRNA序列与来自温带的小球藻UTEX259完全相同，核和细胞器基因组结构也支撑为同一种。两藻株在20oC的成长类似，但只要NJ-7可以在4oC成长，而且NJ-7比UTEX259的抗冻力（-20oC）大幅进步。化石标定剖析绿藻演化时刻显现，NJ-7和UTEX259的别离时刻在2.6百万年左右，远晚于南极大陆与南美别离时刻。经过对基因组、转录组和定量蛋白组的体系深入剖析，发现南极小球藻的习惯性进化主要是根据LEA蛋白（图1）和各类酶水平（见图2举例）的进步，以及某些酶的正向挑选。LEA蛋白的堆集使其在冰冻条件下坚持存活，而体系地进步要害酶的含量则直接导致酶活性添加（比活性根本不变），使初到南极的小球藻在挨近0oC条件下坚持代谢活性并取得成长才能。意外的是，这些在南极藻株含量进步的酶和蛋白大多数并不是受低温诱导表达的。
该研讨初次提醒了微藻在南极环境下的前期习惯机制，开始回答了在酶完结冰冷习惯之前细胞怎么坚持较高酶生机这一问题，关于微生物、低一级动植物怎么习惯南极环境有重要参考价值。此外，这一研讨供给了十分稀有的别离时刻以百万年计的种内演化例子，也是嗜温微生物转移至南极并习惯冰冷环境的榜首个实例研讨。
该项继续10余年的研讨先后得到中科院常识立异工程重要方向项目、湖北省立异集体项目以及淡水生态和生物技术国家重点实验室的支撑，研讨结果近期在线发表于进化生物学范畴的世界期刊Molecular Biology and Evolution。水生所博士王雅丽为该论文榜首作者，研讨员徐旭东为通讯联系人。合作单位和人员有华中科技大学教授郭安源、中科院青岛生物动力与进程研讨所研讨员徐健等人。
图1. LEA蛋白基因在小球藻染色体上的散布(a)和体系演化联系(b)。(b)图中还标示了LEA蛋白猜测的胞内散布
图2. 小球藻南极株和温带株中参加碳代谢的部分酶的差异表达。橘黄色标示的酶表明在南极株中的水平比在温带株中明显添加
来历：中国科学院水生生物研讨所
