我国科学家破解“极端生命体”水熊虫生存机制
发布时间: 2024-10-26 15:07:21
水熊虫因其超强的生存能力，被称为“极端生命体”。记者获悉，军事科学院军事医学研究院张令强团队和杨冬团队，联合陕西学前师范学院王立志等国内其他相关研究团队，发现并成功建立河南高生熊虫的实验室培养体系，绘制其高质量基因组图谱，并结合转录组、蛋白质组响应辐射的动态变化及关键分子功能和机制研究，揭示了其耐受超强辐射的关键机制。北京时间10月25日凌晨，国际权威期刊《科学》在线发表了相关研究论文。
论文在线发表截图。受访单位供图
论文第一作者李磊博士介绍，水熊虫是缓步动物的俗称，可耐受超强辐射、高温、高压、低温、干燥等多种极端环境，具有很高的科学研究价值和生物医学应用价值。对于像水熊虫这样的独特物种，利用多组学策略探究其极端环境耐受机制，具有潜在的优势。2018年，他们从河南地区采集到水熊虫样品，确认并命名为河南高生熊虫，随后率先在国内建立了水熊虫实验室培养体系，为深入研究提供了宝贵的样本资源。
显微镜下的河南高生熊虫。受访单位供图
“基于组学分析得到的2801个辐射相关变化基因，我们进一步结合分子进化和功能特征分析，将河南高生熊虫的辐射耐受机制归为三大类：一是从细菌、真菌、植物水平转移到水熊虫的外来基因，赋予其特殊的抗逆能力，如生成甜菜色素进而清除活性氧；二是缓步动物特异蛋白倾向于高度无序，通过相分离促进DNA损伤修复等过程；三是与其他门类共有的古老蛋白在水熊虫中具有特殊的辐照响应模式。”杨冬副研究员介绍。而让张令强研究员及其团队感到兴奋的是，他们发现在水熊虫中起抗辐射作用的分子，转入人源细胞后，可以显著提升后者的抗辐射能力。这提示它们具有重要潜在应用前景，为研制抵御超强辐射损害的“金钟罩”找到了理论依据。
张令强研究员与团队成员讨论质谱数据。苏洲摄
当前，辐射防护策略对超强辐射缺乏有效防护，亟需在概念创新、理论提升和防护技术革新等方面作出颠覆性突破。中国科学院院士贺福初认为，本项研究成果开启了人类全面认识超强辐射耐受机制的大门，是一项真正意义上从0到1的原创性突破。
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