使用新發現的緩步動物物種的基因組、轉錄組和蛋白質組分析，命名為河南小鰍科學家們探索了這些微小無脊椎動物的放射耐受性的分子基礎。
賦予放射耐受性的機制示意圖河南小鰍。圖片來源：李等人.，doi：10.1126/science.adl0799。
也稱為水熊或苔小豬，是一種多樣化的微觀無脊椎動物，以其承受極端條件的能力而聞名。
這些生物於 1773 年首次被發現，壽命長達 60 年，最大尺寸可達 0.5 毫米，最好在顯微鏡下觀察。
它們可以在沒有食物或水的情況下生存長達 30 年，在低至 -272 攝氏度（-457 華氏度）或高達 150 攝氏度（302 華氏度）的溫度下生存幾分鐘，在 -20 攝氏度（-4 華氏度）的溫度下生存數十年。
它們能夠承受從太空中幾乎 0 個大氣壓到馬里亞納海溝底部 1,200 個大氣壓的壓力。
他們還卓越的抗電離輻射能力，可承受高達 3,000 至 5,000 戈瑞 (Gy) 的伽馬射線劑量，大約是人類致死劑量的 1,000 倍。
緩步動物的放射耐受機制仍不清楚。
先前研究緩步動物如何做到這一點的研究表明，緩步動物具有強大的 DNA 修復能力。
它們還表達一種緩步動物特異性蛋白質，稱為損傷抑制蛋白（杜普），當在人體細胞中表達時，可以保護 DNA 免受輻射損傷。
在新的研究中，青島大學李雷及其同事描述了一種新的緩步動物物種：河南小鰍。
通過詳細的形態學和分子分析，他們還探索了該物種的放射耐受性的基礎。
研究人員評估了暴露於重離子輻射如何改變動物的分子特徵。他們發現 285 個與壓力相關的基因被上調。
他們進一步發現了有助於生物體放射耐受性的三種分子機制。
一、水平轉移細菌基因DOPA雙加氧酶1（添加1）通過產生甜菜紅素（通常存在於植物、真菌和細菌中的具有有效自由基清除特性的色素）來增強抗輻射性。
其次，緩步動物特異性蛋白質，TDP1，促進DNA雙鏈斷裂的修復。
最後，線粒體伴侶基因BCS1在緩步動物進化過程中擴展的，在輻射反應中獨特地上調，保護細胞免受輻射引起的線粒體損傷。
作者說：“緩步動物等極端微生物的極端環境抵抗力是尚未探索的抗應激分子機制的寶庫。”
“對這些放射性耐受機制的功能研究將進一步拓寬我們對極端條件下細胞生存的理解，並可能為促進人類健康和對抗疾病提供靈感。”
這結果於 2024 年 10 月 25 日發表在期刊上科學。
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Lei Li等人。 2024.緩步動物輻射耐受性的多組學景觀和分子基礎。科學386（6720）； DOI：10.1126/science.adl0799
