潛行,也許更常見的是水熊,是保持這種奇怪特徵的微小生物。這些類似於木偶的生物能夠在極端條件下生存,包括大量的輻射,溫度302華氏度,幾乎是絕對零,並且會擊敗最深的海溝中的壓力。
水熊也可以忍受長達十年甚至更長時間的干燥。在一項新研究中,研究人員發現他們有針對無序的特殊基因蛋白質為了幫助水熊在100%的水分損失接近100%。
極端乾燥:它們如何?
科學家先前認為這種生存能力是由於一種稱為海藻糖的糖,這是海猴或鹽水蝦在乾燥過程中使用用於保存細胞的糖。然而,海藻液的水平似乎要低得多,因此不可能是關鍵。
北卡羅來納大學教堂山分校的托馬斯·布斯比(Thomas Boothby)團隊在水熊的基因中發現了線索。
“我們研究的最大收穫是,潛行已經進化出了獨特的基因,使它們能夠生存在乾燥的地方。此外,這些基因編碼的蛋白質可用於保護其他生物材料,例如細菌,酵母和某些酶 - 免受干燥的酶,”解釋了布斯比(Boothby),博士後研究員和研究第一作者在一份聲明中。
團隊發現水熊會產生一種特殊的玻璃狀物質將其必需蛋白質和分子持續到懸浮狀態,直到其身體被補充水化為止。
玻璃實際上以一種形式的矩陣捕獲乾燥敏感的分子,並阻止它們像通常沒有玻璃保護的情況下破裂,boothby告訴基督教科學監測儀。
蛋白質被稱為Tardigrade特異性固有無序蛋白(TDP)負責產生這種“野生”,一旦發生極端乾燥,無形但高度靈活的重新排列為實心野生。
一旦水熊再次暴露在水中,野生啤酒就會融化,獨特的蛋白質又回到了舊的隨機狀態。
在其他動物中工程相同的獨特蛋白質
研究人員弄清楚他們還可以操縱其他生物攜帶相同的蛋白質並在極端的干燥中生存。
當他們將基因插入活細菌和酵母中時,他們發現蛋白質像用水熊一樣使它們不受極端乾燥的態度。測試管中的TDP被認為可以充分保護對乾燥敏感的分子,從而物理禁止其斷裂或折疊。
這些結果提供了令人興奮的可能性,即TDP也可以在更大,更複雜的動物上產生相同的奇蹟。
蜂窩生物學家約翰·克勞(John Crowe)告訴監視器,這是一項“令人信服的研究”,但他幾乎不相信該無序蛋白是按建議的特定於推薦的。他說,蛋白質也可能在其他耐水化的生物中出現。
TDP的潛在現實用途和應用包括保護農作物免受干旱的影響,並允許在室溫下儲存藥物,而不是不斷冷藏的條件。後者可能是在偏遠社區或缺乏製冷的社區提供重要藥物的良好發展。
鑑於全球溫度升高和疾病的擴散,類似的結果也可能說明許多生命形式的生存機會。
這些發現是在日記中討論的分子細胞。