水熊虫因能承受多种极端的环境而出名 。 除了能够在高温、超低温、高压强等极端环境中生存 ， 水熊虫还能抵抗辐射 。 之前已有研究发现 ， 水熊虫中含有一种特定的损伤抑制蛋白(Dsup蛋白) ， 可以保护DNA免受由X射线的伤害 。 在实验室中 ， 这种蛋白也能帮助人体细胞抵御X射线的损害 。 而最近 ， 科学家揭示了Dsup蛋白的作用机制 ， 这或许能进一步推动这种神奇蛋白的应用 。
编译丨石云雷
审校丨杨心舟
首批月球居民
水熊虫（Tardigrades）作为一大类（含1000多个物种）能在多种不同环境中生活的缓步动物 ， 以绝佳的生存能力而闻名 。 它们能在大多数生物无法生活的极端环境生存 ， 包括超高温（181℃高温下坚持2分钟）、极限低温（-272℃）、高压强（600兆帕斯卡） 。 研究证实 ， 它们还能生活在真空中 ， 或是暴露在对其他动物致死的高强度射线和有毒化学物质之中 。
而水熊虫所依赖的一种能力 ， 就是脱水休眠 。 在缺少水分的环境中时 ， 它们能通过脱水 ， 将身体的含水量降低到3% ， 进入一种类似假死的休眠状态 。 而再次接触到水时 ， 它们又能重新复活 。
水熊虫的正常状态（左）和脱水状态（右）
今年8月 ， 由以色列航空工业公司（IAI）发送的月球探测器“创世纪号”（Beresheet）上载有一个“月球图书馆” ， 它实际上是一个DVD大小的“档案袋” ， 里面包含上千只休眠的水熊虫 。 随着“创世纪号”任务失败 ， 这些水熊虫或许被洒在了月球表面 。
虽然水熊虫都保存在树脂之中 ， 能抵抗一部分的月球温差和辐射 。 但科学家一直对水熊虫强大的抗辐射能力充满兴趣 。 而最近 ， 来自加利福尼亚大学圣迭戈分校的研究团队 ， 在水熊虫抗辐射的机制中有了新发现 。
抗X射线的超能力
X射线是一种具有很高能量的电磁辐射 。 自然条件下 ， X射线会在雷雨天气伴随闪电产生 。 另外 ， 来自外太空的宇宙射线中也包含了大量的X射线 。 X射线能够抑制细胞的生长 ， 导致细胞损伤甚至坏死 。 这也是为什么长期进行化疗的癌症病人会出现多种副作用 ， 包括脱发、射线烧伤甚至是白血病 。
生命个体在接触高剂量的X射线后 ， 基因会出现突变 。 原因在于 ， X射线穿过生物体时 ， 能电离细胞内的水分子并产生大量羟基自由基 。 羟基自由基作为一种寿命很短的高活性氧 ， 具有极强的氧化活性 ， 几乎能和人体内的所有生物分子发生反应 ， 包括蛋白质和DNA 。 而羟基自由基也被认为是目前已知的 ， 对生物体毒性和危害最大的自由基 。
真核生物的DNA在通常情况下 ， 以染色质的形式存在于细胞内 。 DNA与组蛋白结合形成核小体 ， 并组合形成染色质结构 。 之前已有研究证实 ， 在一种水熊虫Ramazzottius varieornatus中存在损伤抑制蛋白Dsup ， 但具体的作用机制并不清楚 。 并且现在科学家只在水熊虫体内发现了Dsup蛋白 ， 这让这种蛋白更加神秘 。
之前已有研究表明 ， Dsup蛋白会保护水熊虫的DNA ， 防止脱水休眠状态下细胞中的DNA 由于干燥变得脆弱 ， 避免造成致命的DNA双链断裂（double-strand break） 。 最近 ， 加利福尼亚大学圣迭戈分校的研究团队在elife发表了一篇有关Dsup蛋白保护水熊虫免受X射线辐射的最新研究 ， 让我们再次更新了对水熊虫和Dsup蛋白的认识 。
研究中 ， 他们对水熊虫R. varieornatus和另一种水熊虫Hypsibius exemplaris的蛋白成分进行了深入分析 ， 并且对R. varieornatus进行了更完整的基因测序 。 这项研究的共同作者 ， 加利福尼亚大学圣迭戈分校教授James Kadonaga说：“研究水熊虫这种极端生物中的蛋白 ， 可以让我们取得全新的发现 。 ”
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