


为了在极端条件下生存,这种微小的水熊已经进化出了与动物体内其他蛋白质截然不同的蛋白质。在对一种水熊物种进行基因组测序后,科学家们鉴定出了少数似乎有助于其顽强生存的基因和蛋白质,其中包括一种可以保护培养的人类细胞免受有害辐射的蛋白质。
研究人员在《自然·通讯》杂志上发表的最新研究成果称:“这表明(水熊)体内的独特蛋白质赋予了它们对恶劣环境胁迫极高的耐受性。”
水熊(也称为缓步动物和苔藓猪)是微小的、八条腿的无脊椎动物,生活在水中或水边。水熊有 1000 多个物种,其中一些物种在困难时期能够缩小身体、脱水并暂停几乎所有的代谢活动。在这种类似休眠的状态下,缓步动物能够承受极端的高温或低温、强烈的压力、辐射,甚至太空的真空。脱水的缓步动物有时可以存活数年,直到滴上一滴水后复活。
为了探究水熊如何做到这一点,科学家们组装了几个物种的基因组。去年,在对淡水缓步动物 *Hypsibius dujardini* 进行基因组测序后,研究人员推测,该动物高达 17% 的基因是从植物、真菌、细菌和其他微生物那里“借来”的。然而,其他科学家提出,细菌可能已经侵入并污染了水熊样本,而后续分析则表明,只有 1% 到 2% 的缓步动物基因是从其他生物体那里交换来的,这个比例并不那么令人惊讶。
在这项新研究中,日本的研究人员测序了 *Ramazzottius varieornatus* 的基因组,这是一种能够承受大量辐射的缓步动物。他们得出结论,*R. varieornatus* 从其他生物体获得的基因仅占 1.2% 或更少。因此,它很可能是在没有太多外源基因贡献的情况下进化出了其适应性。
与其它动物相比,水熊确实在某些类型的基因上有所增加,这些基因可能可以减轻或修复动物在脱水过程中身体所遭受的损伤。
科学家们还鉴定出了编码仅在缓步动物中发现的蛋白质的基因。其中一种蛋白质可以附着在 DNA 上,保护其免受辐射损伤。科学家们将人类细胞培养物工程化,使其产生这种水熊蛋白质,并用 X 射线轰击它们。与正常人类细胞相比,含有水熊蛋白质的细胞 DNA 损伤较少,并且更有可能存活下来。
研究人员总结道:“这种蛋白质在不损害细胞活力的前提下提供了 DNA 保护,非常适合未来应用于赋予其他动物细胞耐受性。”
研究小组补充说,可能还有更多尚未被发现的基因有助于其“非凡”的适应能力。