Science：我国科学家揭示水熊虫耐受高剂量辐射机制

在一项新的研究中，来自中国多家研究机构的研究人员重点研究了一种新发现的水熊虫（tardigrades）物种，对水熊虫能够抵御高剂量辐射的方法有了更多的了解。相关研究结果发表在2024年10月25日的Science期刊上，论文标题为“Multi-omics landscape and molecular basis of radiation tolerance in a tardigrade”。

水熊虫因能在其他生物无法生存的环境中生存而闻名，例如，它们能在国际空间站的外表面生存。在这项新的研究中，作者希望更多地了解这些非凡的能力。

这项研究始于六年前，当时他们在中国河南省发现了一种新的水熊虫物种。他们将其命名为 “河南高生熊虫（Hypsibius henanensis）”，并对其基因组进行了测序。他们发现它有 14701 个基因，其中约 30% 是水熊虫特有的。随后，他们将注意力转向了用γ射线轰击这种生物的DNA——从低剂量到高剂量，所产生的影响。

作者发现，水熊虫 DNA 中的 2801 个基因参与了 DNA 修复。更具体地说，他们发现有三个关键因素帮助它在辐射暴露中存活下来。

首先是它修复受损 DNA 的能力。DNA 会受到γ射线等辐射的破坏，因为辐射会将电子从组成原子中击出，使其电离。电离会导致DNA螺旋断裂，有时还会引发癌性肿瘤。作者发现，河南高生熊虫能够利用一种只有水熊虫才能制造的名为 TRID1 的蛋白快速修复这种DNA损伤。

河南高生熊虫耐受辐射的机制示意图

第二个因素涉及一个基因，该基因在暴露于辐射时开启，从而产生了两种蛋白BCS1和NDUFB8，众所周知，这两种蛋白对线粒体合成 ATP 非常重要，而在水熊虫中，它们似乎也有助于 DNA 修复。

第三个因素是河南高生熊虫能够产生大量的蛋白，这些蛋白是有效的抗氧化剂---它们能在自由基对这种生物的细胞造成问题之前将其清除，从而将辐射损伤降到最低。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Lei Li et al. Multi-omics landscape and molecular basis of radiation tolerance in a tardigrade. Science, 2024, doi:10.1126/science.adl0799.