2016年09月21日訊 緩步動物(Tardigrades)
,或者水熊蟲是一種矮胖型的緩步動物門動物,在顯微鏡下其看起來介于蝴蝶幼蟲和裸鼢鼠之間,這些水棲類無脊椎動物是一種完美的幸存者,其能夠抵御一系列極端環(huán)境,包括近乎完全的脫水作用和損傷等。日前
,一項刊登于國際雜志Nature Communications上的研究報告中,來自東京大學的研究人員通過研究發(fā)現(xiàn)了緩步動物的另外一種超強的能力,即一種保護性的蛋白質能夠幫其抵御損傷的X射線,而且這或許還能夠轉移到對人類細胞的研究。研究者Takekazu Kunieda說道,對X射線的耐受性被認為是動物適應嚴重脫水作用的副產(chǎn)品,嚴重的脫水作用能夠對生物分子造成嚴重的破壞于是研究者想知道這種緩步動物如何保護自己抵御如此惡劣的條件
最終
基因組寶藏
來自瑞典克里斯蒂安斯塔德大學的進化生態(tài)學家Ingemar Jonsson對緩步動物進行了多年研究,他表示
研究者Kunieda補充道
,這項研究未來或許還能夠幫助保護核設施附近工作的工人免于放射,同時還能夠幫助研究者們在極端環(huán)境下種植莊稼最后
據(jù)一些科學家說
首先是水熊蟲
在脫水或極端溫度等環(huán)境壓力下
該小組模擬了一個由兩個Dsup分子和DNA組成的系統(tǒng),該系統(tǒng)由超過75萬個原子組成
工作于美國大煙山國家公園的緩步動物研究者Diane Nelson用掃描顯微鏡拍攝了這張緩步動物的3D圖像
。圖片來源:NPS/Diane Nelson緩步動物(也稱作水熊蟲)是體長不足零點幾英寸的動物
,但它們卻是地球上最長壽、最堅挺的動物。它們幾乎是不可毀滅的。它們具備對抗缺水的能力。就算它們進入干枯狀態(tài),被冰封于冰塊中期刊PLOS Biology中發(fā)布的新基因研究揭示了水熊蟲是如何在變干變脆后重獲新生的
來自愛丁堡大學進化生物學的合作作者Mark Blaxter說:“如果存活于其他星球的生命也是以水為基礎的
,那么缺水的生物體就會進化,以對抗類似缺水等的極端事件?div id="d48novz" class="flower left">他補充說明了水熊蟲經(jīng)歷低濕休眠的能力(一種干燥
、休眠的狀態(tài)),“地球上的低濕休眠能力已經(jīng)實現(xiàn)了多次進化,所以我確定它在其他星球上也有進化?div id="d48novz" class="flower left">Blaxter和他的同事采用了一個機智的方法去解開水熊蟲低濕休眠背后的科學秘密。
只有極度地預先暴露于干燥環(huán)境下
,水熊蟲才會進入干燥狀態(tài)。科學家們重新排列并重組了水熊蟲的基因組。然后他們把水熊蟲(Hypsibius dujardini)的DNA和另一種緩步動物的DNA進行比較。接著
,研究人員觀察了一組特殊的同源基因(HOX genes),這組基因形成胚胎首尾相接的模式。動物通常都有十組不同的同源基因,但緩步動物只有五組。線蟲(蛔蟲)缺了五組相同的同源基因。Blaxter說:“大概是因為線蟲和緩步動物有著同一個祖先吧
,這個祖先也缺失了同源基因?div id="4qifd00" class="flower right">他補充道:它們的基因缺失可能單單是各自的進化引起的
通過質疑緩步動物在低濕休眠時實現(xiàn)了哪些基因轉變
Arakawa解釋說
,處于活躍狀態(tài)的細胞內含約60%-80%的水分,人體細胞亦是如此。科學家所識別出的核心蛋白質有著高度可溶性
。由于表面的張力,它們溶解于緩步動物體內、依附并包圍細胞分子的水分中。它們就像是微型的保護層,防止細胞在缺水時變性。Arakawa還提到了緩步動物還有著保護其DNA免受損害的額外基因。由于這些小型動物缺乏壓感路徑
,它們的細胞在受損后通常不會死去。相反的是有著這些能力
Arakawa解釋說:“緩步動物是慢活族,它們算不上是侵略性強的動物
Arakawa及其同事預想會有這么的一天:酶、疫苗
Baxter說:“某些人認為緩步動物會穿越太空并把地球衍生的生命播種在其它星球上
雖然緩步動物是否正在太空中飛奔值得質疑,研究人員對這驚人的動物非常著迷
Baxter說:“我們從不畏縮不前
?蝌蚪五線譜編譯自livescience
水熊蟲被認為是地球上最強悍的生物
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