@ 2019.10.08 , 11:00

超级生物水熊虫不惧辐射之谜

俗称“水熊”或“苔藓小猪”的微观节肢动物怪异而奇妙。它们因难以置信的顽强生命力而闻名于世——能够在各种极端条件下生存。

当环境变得艰难时,它们基本上可以转化成脱水玻璃形态,甚至能保持数个世纪。它们可以承受极端温度,即使外太空的寒冷真空也不能杀死它们。

当我们还在讨论这个话题时,这些缓步动物门(Tardigrades)的小生物可能已经开始了在月球上的殖民。体长不足毫米的微小生物,令人印象深刻的非凡成就。

这些超级生物从何而来?关于它们的起源,是一个还在进行中的科学探索问题,但研究人员认为,他们至少为水熊的一种最重要的怪异能力找到了解释。

2016年的一项研究发现,水熊虫体内带有一种被称为Dsup(损伤抑制剂)的独特蛋白,它可以抑制人类细胞DNA中由X射线诱发的约40%的损伤。

东京大学的研究人员Takuma Hashimoto当时对法新社说:“我们感到万分惊讶,单个基因就足以改善人类细胞的辐射耐受性。”

如此程度的抗辐射性确实令人震惊,但是它如何发挥作用?直到现在,答案方才揭晓——归功于加利福尼亚大学圣地亚哥分校的科学家,他们分析了Dsup并确定了分子的功能。

分子生物学家James Kadonaga说:“我们现在可以从分子层面上理解Dsup保护细胞免受X射线照射的机制。我们看到它有两个部分,一个部分与染色质结合,其余部分形成一层保护DNA免受羟基自由基侵害的云。”

羟基自由基是电离辐射在细胞中产生的分子颗粒。水熊虫通常生活在潮湿的环境里,当环境变得干燥时,它们就会暴露在自由基的威胁下,从而触发休眠状态,即脱水玻璃化。

根据研究人员的说法,保护DNA免受羟基自由基损害的云状Dsup结构可能并不是为了适应辐射而进化来的能力,仅仅是为了防止干燥环境中产生的羟基自由基而形成的适应性保护——防辐射纯属歪打正着。

如果他们是正确的话,那就证实了2016年时的推测。首席研究员Takekazu Kunieda当时对《自然》杂志说:“对X射线的耐受性应该是该生物适应严重脱水的副产品。”

不管Dsup机制到底为何以及如何演化,随着我们加深理解,科学家们说,我们也许有一天也可以拥有如此惊人的能力。

Kadonaga说:“从理论上讲,优化版本的Dsup似乎可以用于保护许多不同类型的细胞中的DNA。Dsup拥有许多实际应用场景,如基于细胞的疗法和诊断试剂培养盒,提升培养细胞的存活率无疑是有益的。”

上述发现来自eLife的报道。

本文译自 sciencealert,由译者 majer 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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