这种微生物以辐射为早餐。现在我们知道它的秘密了。
显微镜下的耐辐射奇球菌。 (南加州大学/迈克尔·戴利)
并非所有超级英雄都穿着斗篷。该微生物能够应对极冷、酸性和脱水耐辐射奇球菌它所承受的辐射剂量足以杀死人类数万次,因此被称为“细菌柯南”低俗幻想人物。
这微型柯南力量的秘密在于多种高效抗氧化剂,可以在氧自由基造成损害之前清除它们。
为了更好地了解这些物质如何提供保护,美国西北大学和军医大学 (USU) 的研究人员对工作中的化学物质进行了详细研究。
他们的发现挑战早期关于这种野蛮细菌如何以其同名战士坚定不移的坚忍精神处理辐射爆炸的假设。
辐射通过使我们的生物机器中的化学键超载而造成伤害,导致其崩溃。考虑到这一点,大多数生物都具有有效的修复机制,可以立即采取行动,消除最关键系统(例如遗传物质)中的损伤。
受到足够的电离能量的轰击或仅仅受到干燥等过程的压力,细胞将迅速充满化学屠杀和其他代谢过程释放的有毒形式的氧分子。如果不尽快处理,这些‘超氧自由基'将使任何修复机制很快失效并导致损坏加剧。
像许多生物体一样,耐辐射 D.有制定了保险政策以抗氧化剂混合物的形式抵抗这种氧损伤。一些基于锰元素,当与各种其他材料(例如磷酸盐)配合使用时,可以显着有效地缓解狂暴的氧气带来的压力。
过去的学习已经确定了一种名为 MDP 的锰和磷酸盐增强肽作为这种保护罩中的另一个潜在成分,这导致了新化合物的设计,这些化合物可以保留需要伽马辐射灭菌的疫苗中特征抗原蛋白的形状。
尽管D. 耐辐射'MDP 显然为微生物和疫苗开发商创造了奇迹,其英雄杰作的相对优势基于一些假设。
为了测试这些,西北大学化学家 Brian Hoffman 和 USU 病理学家 Michael Daly 带领一组科学家测量了 MDP 成分的活性,测试了在存在其他难题的情况下每个成分的结合强度,以及这些材料如何在微生物的内部积累。身体来应对伤害。
他们证明了锰、磷酸盐和肽的三重组合结构远远超过其他任何一对。
“我们很早就知道锰离子和磷酸盐一起形成强大的抗氧化剂,但发现并理解添加第三种成分所提供的‘神奇’功效是一个突破,”说霍夫曼。
“这项研究为理解为什么这种组合如此强大且有前途的辐射防护剂提供了关键。”
在一项研究中,霍夫曼和戴利发现了干燥的冷冻样本耐辐射 D.吸收14万格瑞辐射后即可复活。相比之下,需要只是一小部分的灰人见证大多数人类进入坟墓。
未来的研究可能会发现,锰基材料可以进一步调整,赋予我们柯南的力量,或者简单地用于其他应用,保存食物或药物,以承受旅途中的压力。以及更远的地方。
“对 MDP 的这种新认识可能会导致开发出更有效的锰基抗氧化剂,用于医疗保健、工业、国防和太空探索领域。”说达利。
这项研究发表于美国国家科学院院刊。