缓步动物，俗称水熊虫，极点耐受极点环境，包含承受比人类丧命剂量高出近 1000 倍的辐射。这类八足细小生物首要生活在淡水沉渣、湿润土壤以及苔藓中，少量品种生活在海水的潮间带。现在已知的缓步动物品种约有 1500 种，但只要少量品种得到充沛研讨。

  缓步动物门具有悉数四种隐生性，即低湿隐生、低温隐生、变渗隐生及缺氧隐生，能够在恶劣环境下中止一切推陈出新。因而，它们被认为是生命力最强的动物。在隐生的情况下，一般能在高温（151°C）、挨近绝对零度（-272°C）、高辐射、真空等环境下生计数分钟至数日不等。

  近来，军事科学院军事医学研讨院张令强团队和杨冬团队，联合陕西学前师范学院王立志等国内相关研讨团队在 Science 宣布题为“Multi-omics landscape and molecular basis of radiation tolerance in a tardigrade”的研讨论文，对一种新物种的基因组进行了测序，并提醒了缓步动物具有特别适应力的分子机制。有望协助维护宇航员在太空使命期间免受辐射、铲除核污染或改进癌症医治。

  大约六年前，张令强及其搭档在河南采集了苔藓样本，并在显微镜下发现了一种曾经从未记录过的缓步动物物种，他们将其命名为河南高生熊虫（Hypsibius henanensis）。基因组测序显现，该物种有 14,701 个基因，其间 30% 是缓步动物独有的。

  当研讨人员将这种水熊虫露出于 200 至 2000 戈瑞的辐射剂量。经过重离子辐射后的转录组和蛋白质组差异剖析，发现与 DNA 修正、细胞分裂和免疫反响有关的 2801 个基因变得活泼。

  图 赋予 H. henanensis sp. nov. 放射耐受性的机制示意图

  在对这些基因进行进化和功能剖析的基础上，作者从三个不同的视点描绘了放射耐受机制：首要，水平基因搬运 (HGT) 或许是对缓步动物超高抗辐射才能的构成有重要贡献的重要进化事情，缓步动物 0.5–3.1% 基因是经过 HGT 从其他生物体取得的。HGT 是指在不一样的物种之间进行的遗传物质的交流。

  研讨人员判定了一种名为 DODA1 的基因，好像来自细菌。它使缓步动物能够发生四种称为甜菜红素的抗氧化色素。这些色素能够铲除辐射导致细胞内构成的一些有害反响性化学物质，这些化学物质占辐射损坏效应的 60–70%。

  当研讨人员用缓步动物的一种甜菜碱处理人类细胞时，发现它们在辐射下的存活才能比未经处理的细胞好得多。

  其次，研讨人员发现水熊虫特异性的辐射诱导的无序蛋白 TRID1，经过在损害部位招募特别蛋白质来协助修正 DNA 中的双链断裂。“据我所知，这是一个新基因，没有人研讨过”。北卡罗来纳大学教堂山分校的细胞生物学家 Bob Goldstein 表明，他现已研讨缓步动物 25 年了。

  最终，非缓步动物特有的基因也有助于缓步动物的放射耐受性。研讨人员发现两种线粒体呼吸链复合物拼装蛋白 BCS1 和 NDUFB8 上调，加快 NAD+ 再生，以此来完成聚腺苷二磷酸核糖基化 (PARylation)，随后完成 PARP1 介导的 DNA 损害修正。

  这一发现或许有助于进步人体细胞的压力耐受力，使承受放射医治的患者获益。有望协助维护宇航员在太空使命期间免受辐射、铲除核污染或改进癌症医治等。

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