超强适应力的缓步动物如何修复受辐射损伤的 DNA

自 1773 年首次发现以来，微小的缓步动物就以其令人难以置信的韧性吸引了科学家。它们能够感知何时进入休眠状态，并在恶劣条件下进入休眠状态。缓步动物甚至可以承受危险程度的辐射，而 DNA 中一种令人惊讶的机制可能是其原因。当暴露于致命辐射时，修复受损 DNA 的过程会加班加点。该研究结果发表在 4 月 12 日发表在《当代生物学》杂志上的一项研究中。

“我们看到的现象让我们感到惊讶，”研究报告的共同作者、北卡罗来纳大学教堂山分校生物学家鲍勃·戈德斯坦在一份声明中说。“缓步动物正在做一些我们意想不到的事情。”

过度辐射的诸多危害之一是其会损害 DNA。过度辐射造成的 DNA 损伤与人类的各种疾病有关，包括各种癌症和心血管疾病。缓步动物又名“水熊”，可以承受极强的辐射。1963 年，研究人员首次发现，缓步动物可以承受的辐射强度是人类已知可承受辐射强度的 1,400 倍。现在，科学家们正在研究缓步动物的身体如何修复 DNA 中的辐射损伤。

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在这项新研究中，北卡罗来纳大学教堂山分校的一个团队利用过去 25 年开发的实验室方法来识别缓步动物在辐射暴露中生存的内部遗传机制。他们研究了一种名为Hypsibius exemplaris的缓步动物 这些细胞无法免受辐射造成的 DNA 损伤。相反，它们可以修复这种大面积损伤。当它们暴露在辐射下时，缓步动物细胞会利用数百个基因的力量来产生用于修复 DNA 的新蛋白质。这些蛋白质随后将 DNA 修复水平提高到研究合著者兼生物学家 Courtney Clark-Hachtel 所说的“荒谬”的水平。

“这些动物对辐射产生了令人难以置信的反应，这似乎是它们极强生存能力的秘密，”克拉克-哈克特尔在一份声明中说。“我们对缓步动物如何克服辐射压力的了解可以带来新的想法，让我们知道如何保护其他动物和微生物免受有害辐射的伤害。”

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北卡罗来纳大学教堂山分校的科学家完成这项研究后，法国的一个研究小组在他们的实验中也发现了类似的结果。巴黎自然历史博物馆的研究人员 Jean-Paul Concordet 和 Anne de Cian 及其同事发现，虽然伽马射线会破坏缓步动物的 DNA，但不会杀死它们。他们还发现了一种名为 TRD1 的新型缓步动物蛋白，它可以保护 DNA。当这种蛋白质被放入人体细胞中时，它似乎可以帮助人体细胞抵御损伤。Concordet 告诉《纽约时报》 ，TRD1 可能会抓住染色体并保持其正确形状，即使染色体链开始磨损。了解这类蛋白质可能会带来针对癌症和其他 DNA 受损疾病的新疗法。

Concordet 说：“他们使用的任何技巧都可能对我们有益。”Concordet 的研究结果于 1 月以预印本的形式发表在eLife杂志上。