科学家发现了水熊虫DNA不受损的秘密：Dsup蛋白质立功

水熊虫资料图（来自：维基百科）

　　近年来，科学家已经对缓步动物（tardigrade）展开了许多有趣的研究，结果发现它们的生命力异常顽强。即便是海底最黑暗的角落、缺氧环境、甚至随航天器坠落到月球上，都不大可能对它们的生命造成威胁。其身形通常不超过 1mm，拥有极其坚韧的特性。而在缓步动物门中，最为人们所熟知的，莫过于“水熊虫”了。

　　研究已经证实，水熊虫能够在极端条件下进入悬浮和极度脱水的状态。此事它们的新陈代谢会脱水暂停，直到周围环境重新变得适合正常生活。

　　脱水生物的这一能力，使之能够承受 150℃（302℉）的高温、以及 -272℃（-457.6℉）的低温。此前，科学家们曾在太空的真空环境下进行过类似的实验。

　　八月份的时候，当一架载有生物的以色列航天器在月球上坠落时，许多人猜测它们仍然可以在地球的唯一一颗天然卫星上存活下去。

　　此外，缓步动物的另一特征，就是可承受对正常人类 DNA 有害的辐射水平。在 2016 年的一项研究中，科学家找到了水熊虫的这一秘密。

　　具体说来是，缓步动物拥有一种独特的损伤抑制（Dsup）蛋白质，能够极大地提升其 DNA 对电离辐射的抗性，否则可能导致其基因的突变。在人工培养的细胞中添加 Dsup，亦可重现类似的抗性。

　　现在，加州大学圣迭戈分校的科学家们，已经对这一现象背后的机理展开了深入的研究。该团队使用了一系列先进的生化技术，从中获得了有关缓步动物如何转入脱水生存模式的一些有趣见解。

图自：eLife，via New Atlas

　　研究发现，Dsup 蛋白与细胞内称为染色质的蛋白和 DNA 物质结合在一起。一旦与染色质结合，即可产生保护性的“云层”，特点是能够排斥所谓的羟基自由基。

　　这些粒子会在电离辐射（如 X 射线）遇到水分子时产生，算是细胞内 DNA 损伤的一大杀手。最终，该团队对 Dsup 如何保护细胞免受 X 射线照射，给出了分子层面上的一番解释。

　　该校生命科学教育与研究中心知名教授、兼 Amylin 基金会主席的 Kadonaga 表示：“我们看到它有两个部分，其中一部分与染色质结合，其余部分则形成了一种保护 DNA 免受羟基自由基侵害的云状物质”。

　　当然，羟自由基还可通过其它方式形成。不过新发现有望在生物技术领域产生更有益的影响，比如利用新知识开发出能够在各种环境下生存的更耐用细胞。

　　Kadonaga 指出：“理论上，优化版本的 Dsup 可在不同类型的细胞中保护 DNA，增加这些细胞的存活率是很有益的”。有关这项研究的详情，已经发表在近日出版的《eLife》期刊上。