Рамиль Ахметов 
Ученые из Северо-Западного университета США и Лундского университета в Швеции расшифровали геном снежной мухи – бескрылого насекомого, способного сохранять активность при температуре до минус шести градусов Цельсия. Результаты исследования, опубликованные в журнале Current Biology, показали, что для выживания в экстремальных условиях этот вид использует комбинацию биологических механизмов, характерных для арктических рыб и полярных млекопитающих.
Будучи холоднокровными, большинство насекомых полностью зависят от температуры окружающей среды и впадают в оцепенение при похолодании. Снежные мухи демонстрируют противоположное поведение – они активно перемещаются по снегу в поисках партнеров для спаривания и укрываются лишь при весеннем потеплении. Полногеномный анализ и изучение молекул РНК позволили биологам определить активные гены, отвечающие за такую температурную устойчивость. При этом значительная часть обнаруженного генетического материала ранее не встречалась в научных базах данных.
В ходе лабораторных работ исследователи выяснили, что насекомое синтезирует специфические белки-антифризы. По своей молекулярной структуре они оказались близки к соединениям, которые вырабатывают арктические виды рыб. Эти белки связываются с микроскопическими кристаллами льда и блокируют их рост, тем самым защищая клетки от разрушения при переохлаждении. Эффективность механизма была подтверждена экспериментально – генетически модифицированные плодовые мушки с внедренным геном снежной мухи продемонстрировали кратно более высокую выживаемость при замораживании.
Помимо защиты от образования льда, снежные мухи способны самостоятельно генерировать тепло на клеточном уровне. Расшифровка ДНК выявила участки, связанные с митохондриальным термогенезом. Аналогичный процесс протекает в бурой жировой ткани полярных медведей и сурков, которые сжигают запасы жира для прямого обогрева организма во время зимней спячки. Инструментальные измерения показали, что при понижении температуры окружающей среды тело насекомого остается на несколько градусов теплее, при этом характерная для пчел или мотыльков мышечная дрожь у снежных мух не фиксируется.
Дополнительным фактором температурной адаптации стало изменение в работе сенсорных систем насекомого. Рецепторы, отвечающие за восприятие болевого раздражения от холода, у снежных мух оказались в тридцать раз менее чувствительными, чем у обычных комаров. Это позволяет им игнорировать повреждающее воздействие отрицательных температур. Дальнейшее изучение выявленных генетических механизмов может лечь в основу новых технологий криоконсервации тканей в медицине, а также помочь в разработке морозоустойчивых органических материалов для промышленности.
