水是地球上所有生命的关键成分,但缓步动物却拥有可以以某种方式忍受几乎所有的H被削弱2奥。
现在,研究人员发现了这些胖乎乎的微小异常生物用来生存的另一个技巧。
“虽然水对于我们所知的所有生命都是必不可少的,但一些缓步动物可以在没有水的情况下生存数十年,”说东京大学生物学家国枝武和。
俗称水熊虫,是 1,300 种已知物种中的许多种。缓步动物容忍对所有其他已知生命形式致命的条件。
饿死他们,煮它们,,, 或者还有这些会继续回来寻求更多。
当这些水生动物发现自己所处的环境会流失水分时,缓步动物就会枯萎成圆形,称为“水熊虫”。再次。
正如东京大学生物学家 Akihiro Tanaka 及其同事在论文中解释的那样,脱水的缓步动物非常稳定,可以承受许多极端条件,包括并且仍然设法使自己复活。
“人们认为,当水离开细胞时,某种蛋白质必须帮助细胞保持体力以避免自身塌陷,”说国枝。
因此,研究人员对一群以脱水能力而闻名的缓步动物(称为真缓步动物)进行了梳理,寻找可以解释这一现象的蛋白质,发现了 336 个独特的嫌疑人。
Kunieda 表示:“在测试了几种不同的种类后,我们发现缓步动物特有的细胞质丰富的热溶性 (CAHS) 蛋白负责保护其细胞免于脱水。”解释。
通过在人类和昆虫细胞中进行的实验,研究人员能够证明 CAHS 蛋白会增加细胞硬度,从而支撑细胞免受因水压损失而引起的收缩。这些蛋白质甚至还可以保护细胞免受过高水压的影响。
“试图了解 CAHS 蛋白在昆虫和人类细胞中的表现提出了一些有趣的挑战,”说田中。
“典型的染色方法需要含有水的溶液,这显然会混淆任何以水浓度为控制因素的实验。因此,我们转向基于甲醇的解决方案来解决这个问题。”
这使他们能够看到 CAHS 蛋白在实验室培养的细胞中发挥作用。
CAHS 蛋白似乎充当类似于细胞自身的细胞支架结构细胞骨架– 但仅限于细胞面临失水压力时。
如上面的视频所示,在脱水细胞中,CAHS 蛋白连接在一起形成支撑丝的蜘蛛网,从而按需过渡到这种丝填充的凝胶状相。
类似细胞骨架的结构可以保护细胞免于因缺乏水压而完全扭曲,并可能有助于 tun 具有令人难以置信的稳定性。
这个过程被称为“脱水生物”,是可以逆转的,一旦水合条件再次恢复,缓步动物就能从中断的地方重新开始生活。
科学家此前曾怀疑,存在一种基于蛋白质的“生物玻璃”,可以在极度干燥的情况下保持缓步动物的细胞结构完整。
但过去的研究只是寻找;这项新研究寻找真正的蛋白质。
像这样巧妙的生物学技巧使得这些,但不知何故仍然可爱,动物到达我们星球的各个角落——从灼热的火山喷口和海洋深处的压垮压力到热带森林和。
“关于缓步动物的一切都令人着迷,”说国枝。
“一些物种可以生存的极端环境促使我们探索前所未见的机制和结构。对于生物学家来说,这个领域是一个金矿。”
田中和同事分离出的其他独特蛋白质可能为缓步动物如何实现其令人印象深刻的壮举提供更多线索。
这项研究发表于公共科学图书馆生物学。