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科学家发现了水熊虫DNA不受损的秘密:Dsup蛋白质立功

2019-11-11 16:17:22 来源:木港资讯 作者:网站编辑 阅读:2564次

近年来,科学家们对缓步动物进行了许多有趣的研究,结果表明它们的生命力极强。即使是海底最黑暗的角落,缺氧的环境,甚至宇宙飞船坠落月球都不太可能对他们的生命构成威胁。它的尺寸通常不超过1毫米,并且具有极其坚韧的特点。在缓步动物区,没有人比“水熊虫”更出名。

水熊蠕虫信息地图(来自维基百科)

研究证实,在极端条件下,含水昆虫会进入悬浮和极度脱水状态。它们的新陈代谢将会脱水和暂停,直到周围环境再次适合正常生活。

脱水生物的这种能力使它们能够承受150℃(302℉)的高温和-272℃(457.6℉)的低温。此前,科学家在太空真空环境中进行过类似的实验。

八月,当一艘载有生物的以色列宇宙飞船降落在月球上时,许多人猜测他们仍然可以在地球唯一的天然卫星上生存。

此外,缓步动物的另一个特征是它能承受对正常人类dna有害的辐射水平。在2016年的一项研究中,科学家发现了水熊虫的秘密。

具体来说,缓步动物(Tardigrada)有一种独特的损伤抑制(dsup)蛋白,可以极大地增强其dna对电离辐射的抵抗力,否则可能导致其基因突变。将dsup添加到人工培养的细胞中也能产生类似的抗性。

现在,圣地亚哥加利福尼亚大学的科学家已经对这一现象背后的机制进行了深入研究。该团队使用了一系列先进的生化技术,从中他们获得了一些关于缓步动物如何转变成脱水生存模式的有趣见解。

(图片来源:elife,Vianwatlas)

研究发现dsup蛋白与细胞中称为染色质的蛋白质和dna物质结合。一旦与染色质结合,就可以产生一个保护性的“云层”,其特征在于它能够排斥所谓的羟基自由基。

这些粒子是电离辐射(如x光)遇到水分子时产生的,被认为是细胞dna损伤的主要杀手。最后,该小组给出了dsup如何保护细胞免受x光照射的分子解释。

学校生命科学教育和研究中心的著名教授、胰淀素基金会主席卡多纳加说:“我们看到它有两部分,一部分与染色质结合,另一部分形成云状物质,保护dna免受羟基自由基的侵害。”

当然,羟基也可以通过其他方式形成。然而,新的发现有望在生物技术领域产生更有益的影响,例如利用新的知识开发能够在各种环境中生存的更持久的细胞。

卡多纳加指出:“理论上,dsup的优化版本可以保护不同类型细胞中的dna,提高这些细胞的存活率是非常有益的”。这项研究的细节已经发表在最近出版的杂志elife上。

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