東京大學(xué)分子生物學(xué)家Takekazu Kunieda等最近研究發(fā)現(xiàn)，水熊體內(nèi)有一種能耐受x射線的蛋白質(zhì)，這種蛋白質(zhì)或許能開(kāi)發(fā)成為人類抗輻射藥物。研究論文近日發(fā)表在《自然通訊》。Kunieda說(shuō)，耐受X線是這種動(dòng)物適應(yīng)嚴(yán)重脫水環(huán)境的結(jié)果。嚴(yán)重脫水能對(duì)生物分子造成嚴(yán)重破壞，甚至能像x射線一樣打破DNA。
水熊也稱水熊蟲(chóng)，是緩步動(dòng)物門生物的俗稱，有記錄的約有900余種。水熊體型極小，必須用顯微鏡才能看清，身體表層覆蓋著一層水膜，用于避免身體干燥，可呼吸水膜中的氧氣。水熊主要生活在淡水的沉渣、潮濕土壤以及苔蘚植物的水膜中，少數(shù)種類生活在海水的潮間帶，靠尖銳的吸針吸食動(dòng)植物細(xì)胞里的汁液為生。最大特點(diǎn)是它從卵里生出來(lái)就已成年，無(wú)童年時(shí)期，體細(xì)胞數(shù)量終生不變。水熊是地球上生命力最強(qiáng)的生物，可在沒(méi)有防護(hù)條件下在完全干燥的外太空生存，在喜馬拉雅山脈和數(shù)千米深海都能生存。
緩步動(dòng)物具有類似冬眠的隱生狀態(tài)�；钴S狀態(tài)緩步動(dòng)物身體需要一層水膜包圍。外部環(huán)境狀態(tài)的改變能促進(jìn)緩步動(dòng)物進(jìn)入隱生狀態(tài)，外部環(huán)境變化包括失水、低溫、饑餓、缺氧等。進(jìn)入隱生狀態(tài)后，緩步動(dòng)物的代謝、生長(zhǎng)發(fā)育、生殖和衰老都會(huì)暫時(shí)下降或停止，以此來(lái)抵御極端環(huán)境，例如：冷、熱、干燥、化學(xué)物質(zhì)和放射性的增加。
為了弄清楚水熊如何耐受這種極端惡劣環(huán)境，Kunieda等對(duì)Ramazzottius varieornatus水熊基因組進(jìn)行序列測(cè)定，這種類型對(duì)極端環(huán)境的耐受力特別強(qiáng)。
把水熊基因插入到哺乳動(dòng)物細(xì)胞是非常成熟的技術(shù)，研究人員將不同的基因片段插入到人類細(xì)胞，讓這種細(xì)胞能產(chǎn)生水熊結(jié)構(gòu)，以決定那些部分能幫助這種動(dòng)物耐受惡劣環(huán)境。Kunieda等發(fā)現(xiàn)，水熊蛋白（amage suppressor，Dsup）幫助細(xì)胞DNA對(duì)抗放射線和脫水的破壞。這種蛋白能將人類細(xì)胞X線誘導(dǎo)的損傷大約減少40%。
研究認(rèn)為，Dsup能直接抑制DNA分子斷裂，而不是促進(jìn)DNA的修復(fù)過(guò)程，這和其他具有輻射耐受能力的動(dòng)物，如睡搖蚊和輪蟲(chóng)類似。一些耐干燥動(dòng)物體內(nèi)的海藻糖被認(rèn)為是生物大分子脫水保護(hù)劑，Dsup則是水熊體內(nèi)的DNA保護(hù)劑。不過(guò)這一發(fā)現(xiàn)并不能排除水熊也具有更強(qiáng)大的DNA損傷修復(fù)能。
水熊研究專家，瑞典克里斯蒂安斯塔德大學(xué)進(jìn)化生態(tài)學(xué)家IngemarJönsson說(shuō)，DNA損傷修復(fù)是所有細(xì)胞的基本功能，DNA損傷修復(fù)功能紊亂也是癌癥和衰老等許多疾病的原因。最新這一研究一定會(huì)受到醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的極大關(guān)注。因?yàn)檫@提供了幫助人類細(xì)胞提高耐受應(yīng)激能力的一種策略，將來(lái)或許對(duì)放射損傷防護(hù)、癌癥和衰老等領(lǐng)域的研究提供幫助。
Kunieda說(shuō)，這些發(fā)現(xiàn)未來(lái)可能對(duì)核電站工人輻射防護(hù)有幫助，也有可能對(duì)人類探索和適應(yīng)外太空環(huán)境有價(jià)值。
北卡大學(xué)生物學(xué)家Bob Goldstein曾經(jīng)對(duì)另外一種水熊基因組序列進(jìn)行分析。他認(rèn)為這一研究讓人激動(dòng)，也非常聰明。這是第一次發(fā)現(xiàn)這種分子，將來(lái)應(yīng)該會(huì)有更多類似發(fā)現(xiàn)。水熊能對(duì)多種惡劣環(huán)境產(chǎn)生耐受，應(yīng)對(duì)不同極端環(huán)境應(yīng)該有不同的方式。Jönsson也認(rèn)為這只是一個(gè)開(kāi)端，水熊基因組是一個(gè)寶藏。
責(zé)編：微科普