使用新发现的缓步动物物种的基因组、转录组和蛋白质组分析，命名为河南小鳅科学家们探索了这些微小无脊椎动物的放射耐受性的分子基础。
赋予放射耐受性的机制示意图河南小鳅。图片来源：李等人.，doi：10.1126/science.adl0799。
也称为水熊或苔小猪，是一种多样化的微观无脊椎动物，以其承受极端条件的能力而闻名。
这些生物于 1773 年首次被发现，寿命长达 60 年，最大尺寸可达 0.5 毫米，最好在显微镜下观察。
它们在没有食物或水的情况下可以存活长达 30 年，在低至 -272 摄氏度（零下 457 华氏度）或高达 150 摄氏度（零下 302 华氏度）和零下 20 度的温度下也能存活几分钟。摄氏度（负4华氏度）数十年。
它们能够承受从太空中几乎 0 个大气压到马里亚纳海沟底部 1,200 个大气压的压力。
他们还卓越的抗电离辐射能力，可承受高达 3,000 至 5,000 戈瑞 (Gy) 的伽马射线剂量，大约是人类致死剂量的 1,000 倍。
缓步动物的放射耐受机制仍不清楚。
先前研究缓步动物如何做到这一点的研究表明，缓步动物具有强大的 DNA 修复能力。
它们还表达一种缓步动物特异性蛋白质，称为损伤抑制蛋白（杜普），当在人体细胞中表达时，可以保护 DNA 免受辐射损伤。
在新的研究中，青岛大学李雷及其同事描述了一种新的缓步动物物种：河南小鳅。
通过详细的形态学和分子分析，他们还探索了该物种的放射耐受性的基础。
研究人员评估了暴露于重离子辐射如何改变动物的分子特征。他们发现 285 个与压力相关的基因被上调。
他们进一步发现了有助于生物体放射耐受性的三种分子机制。
一、水平转移细菌基因DOPA双加氧酶1（添加1）通过产生甜菜红素（通常存在于植物、真菌和细菌中的具有有效自由基清除特性的色素）来增强抗辐射性。
其次，缓步动物特异性蛋白质，TDP1，促进DNA双链断裂的修复。
最后，线粒体伴侣基因BCS1在缓步动物进化过程中扩展的，在辐射反应中独特地上调，保护细胞免受辐射引起的线粒体损伤。
作者说：“缓步动物等极端微生物的极端环境抵抗力是尚未探索的抗应激分子机制的宝库。”
“对这些放射性耐受机制的功能研究将进一步拓宽我们对极端条件下细胞生存的理解，并可能为促进人类健康和对抗疾病提供灵感。”
这结果于 2024 年 10 月 25 日发表在期刊上科学。
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Lei Li等人。 2024.缓步动物辐射耐受性的多组学景观和分子基础。科学386（6720）； DOI：10.1126/science.adl0799
