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  • 發布時間:2016-09-22 16:04 原文鏈接: 科學家們在“金剛不壞”的水熊蟲中又有新發現!

      試想一下,如果地球上爆發大規模核戰爭,那什么生物能夠幸存下來呢?成群結隊的小強可能會首先浮現在你腦海中。不過,還有一種又丑又萌的小家伙,它的生存范圍從絕對零度到沸點,從深海到太空,它能承受極大的壓力和輻射,在極端惡劣的條件下存活,沒錯,它就是水熊蟲(Water Bear)。

      水熊蟲可不是生活在水里的熊,而是對緩步動物門生物的俗稱。它是一種外形矮胖的微小生物,長度不足1毫米,外形看上去有點兒像毛蟲和裸鼢鼠的雜交品種。水熊蟲逆天的生存能力一直吸引著科學家們的目光。近日,來自東京大學的研究小組在9月20日的Nature Communications雜志上又揭示了水熊蟲的一個逆天技能:它們可以產生抵御X射線傷害的保護性蛋白。更令人欣喜的是,科學家可以將這種“超能力”轉移到人類細胞系中。

      水熊蟲為何如此堅不可摧?

      在極端惡劣的條件下,水熊蟲的身體可以進入一種名為“隱生”的狀態,在這個狀態下,他們的代謝水平變得非常低,只有起初的0.01%。同時,它們排出體內幾乎所有水分,圓滾的身材變得干癟。最后,它們的頭和腿蜷縮起來,產生一種蠟狀外分泌物保護身體。

      科學家已經發現,一些損傷細胞的方式,如冷凍和輻射,都需要水在細胞內,才能產生其破壞性的影響。因而,水熊蟲脫水有利于它們在這些惡劣的條件下生存。此外,脫水也可以防止沸點溫度將細胞內的水變成蒸汽,從而損傷細胞。

      研究人員說,水熊蟲抵御X射線的優勢可能是它適應嚴重脫水所產生的一個副產物。嚴重脫水摧殘著生物體內的分子,它所產生的影響甚至可以像X射線一樣,損傷DNA。

      在極端環境下,水熊蟲排出水分,身體變得干癟皺縮

      水熊蟲中存在一種特殊蛋白抑制DNA損傷

      研究人員想知道,水熊蟲是如何在如此嚴酷的環境中保護自身的。研究人員選擇了水熊蟲中一個抗逆能力最強的種類——Ramazzottius varieornatus,對它的基因組進行序列分析。為了便于研究,科學家將水熊蟲的基因組插入到哺乳動物細胞中,通過培養人類細胞來生產水熊蟲細胞內的分子機器,從而確定哪些因素可以賜予它們如此強大的抗逆能力。

      最終,研究人員發現,一種被稱為Dsup(Damage suppressor)的蛋白質保護水熊蟲的DNA免于在輻射和干燥等極端物理環境下發生斷裂。并且他們還發現,在穩定表達Dsup的人類細胞系中, X射線誘導的DNA損傷降低了40%。

      水熊蟲基因組是一座巨大的寶庫

      DNA修復和保護是所有細胞的基本組成部分,并且與許多人類疾病密切相關,包括癌癥和衰老。因而這項新研究成果可能會引起制藥行業的極大的興趣。這一發現使人類細胞提升抗逆能力成為可能,也許在未來的某一天,它可以保護接受放射治療的患者以及核設施內的工作人員免受射線傷害。

      一些科學家認為,這項研究成果十分令人興奮。并且,由于水熊蟲可以耐受多種類型的極端環境,這意味著它們可能具備許多不同的自身防護方式。

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