水熊虫超级生存技能的秘密泄露了

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在显微镜下才能看到的一种被称为缓步动物(tardigrades)的生物中的一种蛋白能够保护它们的DNA——或许某一天人类可以利用它来保护自己不受辐射的伤害。

忘掉蟑螂,忘掉超人,忘掉任何你听到的命硬的生物。地球上最坚不可摧的多细胞生物无疑是缓步动物——在显微镜下能够看到的八足水生无脊椎生物,也被称作水熊虫。

这些小生物能够忍受严重脱水、极端的温度和压力、在地球轨道真空环境中暴露几天时间,以及极大剂量的可以杀死其他所有生物的辐射。另外,没有理由认为这一地球生灵会抵挡不住氪石(译者注:氪石是超人系列漫画中虚构的矿物,氪石的辐射会削弱超人的超能力)。

科学家们正在开始理解水熊的这种挑战死亡的超能力的遗传基础。而科学家们所学到的对于人类的健康具有深远的意义。

去年科学家们首次测序了一种水熊虫的基因组。分析表明有六分之一的DNA是来源于臭名昭著的极难杀灭的细菌的——但这一结论立即引起了争论,那些细菌的DNA被认为是实验室污染而造成的。

现在,科学家们发表了一份新的基因组,这次测序的是一种生命力特别顽强的水熊虫。科学家们发现几乎所有的DNA都是源自自身的——序列中几乎都是对细胞保护和修复有作用的DNA。这一研究发表在《自然通讯》上。[Takuma Hashimoto et al., Extremotolerant tardigrade genome and improved radiotolerance of human cultured cells by tardigrade-unique protein]

尤其值得一提的是,研究小组发现了保护水熊虫DNA不受射线伤害的独特蛋白质的基因。这个蛋白被称为DSup,取自“损伤抑制器”(damage suppressor)的缩写,它结合在水熊虫的DNA上使其在遭受X射线以及其他酷烈射线轰击时不会断裂。这一蛋白质的针对射线的保护效应可能是水熊虫抗脱水的一个副产物,脱水对细胞造成的伤害和射线相类似。

然而,DSup蛋白最引人注目的是它在其他生物(包括人类)中似乎也起作用。研究人员把DSup插入培育的人类肾细胞里,使得细胞耐受X射线的能力提高了约40%。

理论上,Dsup或跟其非常相似的蛋白能够保护核电厂里的工人、接受放疗的癌症患者以及星际旅行的宇航员。目前,伦理学以及基因工程的可操作性使得这类应用的前景尚难料定。但是,仅仅是或许,如果人类某一天站在火星表面上,他们可能会拥有水熊虫的DNA以使他们安然存活。

作者:Lee Billings

翻译:无穷的探索

 

原文链接:http://www.scientificamerican.com/podcast/episode/water-bears-super-survival-skills-give-up-secrets/