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水熊虫的超强辐射耐受机制被破解

本报讯(记者 孙艺 通讯员 徐嘉艺)日前,我国科学家基于缓步动物(俗称“水熊虫”)的多组学和抗辐射机制研究取得重要突破。研究发现,将河南高生熊虫(研究团队于河南省发现并命名的一种水熊虫)中起抗辐射作用的分子,转入人源细胞后,可以显著提升后者的抗辐射能力。该研究为生物医学应用和抵御超强辐射损害机制的研究提供重要理论依据,相关研究文章日前在国际期刊《科学》在线发表。

水熊虫是一类微小的水生无脊椎动物,可耐受超强辐射、高温、高压、低温、干燥等多种极端环境,甚至能够在外太空真空环境中生存,对其极端环境耐受机制进行探究,具有很高的科学研究价值和生物医学应用价值。

军事科学院军事医学研究院张令强团队与杨冬团队,联合陕西学前师范学院王立志团队等国内其他相关研究团队,历经6年多潜心研究,成功建立河南高生熊虫的实验室培养体系。研究团队通过绘制基因组图谱,结合转录组、蛋白质组响应辐射的动态变化及关键分子功能和机制研究,揭示了其耐受超强辐射的关键机制。

当前,多种涉核作业环境均受到超强辐射的严重威胁,现有辐射防护策略对超强辐射缺乏有效防护。中国科学院院士、军事科学院军事医学研究院医学蛋白质组全国重点实验室主任贺福初认为,此项针对水熊虫这类极端生命体抗逆机制的研究,实现了从无到有的原创性突破,将引领人类全面认识超强辐射耐受机制。

据悉,研究团队基于对河南高生熊虫的多组学分析、分子进化和功能特征分析,将其辐射耐受机制归为三类:一是从细菌、真菌、植物水平转移到其体内的外来基因,赋予其特殊的抗逆能力;二是缓步动物特异蛋白的结构倾向于高度无序状态,通过相互分离促进DNA损伤修复等过程;三是与其他门类共有的古老蛋白在其体内具有特殊的辐照响应模式。