不愧是“地表最强生物”！不仅自己无坚不摧，还能让人类抵抗辐射？( 二 ) _科普

他们在初步的实验结果中发现， Dsup蛋白能与细胞中的染色质结合。并且相对于游离的DNA ， Dsup蛋白与核小体的亲合性更高。 “我们发现Dsup能和染色体结合， ” Kadonaga说， “但它是如何让DNA免受伤害的呢？”
既然X射线会因为产生羟基自由基，而给DNA带来毁灭性的损伤， Kadonaga接着解释道， “我们想，也许可以研究一下Dsup蛋白是否能保护DNA免受羟基自由基的损伤。结果证实， Dsup蛋白确实能发挥作用。 ”
实验中，研究人员将一定剂量的羟基自由基直接作用于3.3 kb的环状DNA时，绝大部分DNA降解成100~1000个碱基长度的DNA碎片。而如果给实验样本中加上Dsup蛋白，染色质以及游离的DNA就会受到持续的保护。由于染色质与Dsup亲和性更高，它们能获得比游离DNA更多的保护作用。当一个核小体有4个Dsup蛋白时，能获得最强的抵抗效果。即使用羟基自由基处理后，样本中仍有大量完整的DNA保存完整。
与核小体结合的Dsup蛋白，能保护染色质中DNA不受羟基自由基的影响。
通常羟基自由基主要与DNA双链小沟上的氢原子相互作用，因此Kadonaga推测Dsup蛋白能与该位点结合，对DNA进行保护。尽管这一点只是推测，他们也观察到， Dsup蛋白能在染色质周围形成云状的特殊结构。这个结构应该就是阻断羟基自由基靠近DNA的关键，也正是该结构阻止它们打断细胞内的DNA 。
在研究中的另一种水熊虫H. exemplaris体内，他们没有发现Dsup蛋白，但找到了一种Dsup蛋白的同源蛋白。这或许能解释为什么H. exemplaris同样具备抗射线辐射的能力。
人类细胞也能获益
Dsup蛋白除了能保护水熊虫抵抗辐射，也能令人类细胞受益。当人类细胞获得Dsup蛋白时，相对于普通细胞，在X射线照射时显示出更强的生命力。
早在2016年， Dsup蛋白帮助DNA抵抗X射线的机制还尚未清楚时，日本东京大学的科学家Takuma Hashimoto就在《自然·通讯》上发文表示，他们在人类细胞表达Dsup蛋白时， Dsup蛋白能保护DNA免受超氧化物（ROS）和X射线的损伤。
他们发现，暴露在过氧化物中人类肾脏细胞HEK293中的DNA会出现严重的断裂，尾部DNA的破坏高达71% ，而在 Dsup表达的细胞中， DNA的损伤只有18% 。另外，他们还发现利用中等剂量的X射线照射人类细胞时，直接导致了细胞死亡，而表达Dsup蛋白的人类细胞表现出了对X射线良好的抵抗作用。
而Kadonaga的新研究进一步让我们了解这种神奇蛋白可能的作用方式， Kadonaga 说：“现在我们已经知道Dsup是如何工作的，而这正是开展Dsup蛋白实际应用的基础。 ”
Kadonaga说，通过更加精细地分析 Dsup蛋白的功能，研究人员试图以此为基础，构建其他功能更加良好的蛋白，能更有效地保护细胞免受DNA的损伤。这些新的蛋白也许并不能用来繁育抗辐射的人类，但它们能提高可培养细胞的抗辐射能力，更好地应用于药物学研究。
参考链接：
https://www.livescience.com/tardigrade-protein-radiation-protection.html
https://www.wikipedia.org
https://elifesciences.org/articles/47682
【不愧是“地表最强生物”！不仅自己无坚不摧，还能让人类抵抗辐射？】https://www.nature.com/articles/ncomms12808

不愧是“地表最强生物”！不仅自己无坚不摧，还能让人类抵抗辐射？( 二 )

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