人體也能防輻射?科學家破解水熊蟲「關鍵基因」的運作方式

微觀的緩步動物門(Tardigrades)或「水熊蟲」(water bear),有「史上最強不死生物」之稱,因為它們能夠在各種極端條件下生存。當環境變得艱難時,它們基本上可以變成玻璃好幾個世紀以上,它們可以承受極端的溫度,即使在太空的寒冷真空中也殺死不了它們。

說到這裡,水熊蟲可能已經開始在月球上殖民,對於一個比毫米還短的生物來說,這是一項偉大的成就。

這些奇怪的超能力從何而來? 這些水生生物的起源是科學家不斷探索的問題,不過,研究員認為,它們現在破解了一項水熊蟲最怪異的能力之一。

內置的防輻射罩是使水熊蟲看起來如此堅不可摧的原因之一。2016年的一項研究發現,水熊蟲有一種特別的蛋白質,稱為Dsup,X光輻射會使人類細胞DNA損傷,Dsup可以抑制這種損傷約40%。

東京大學的研究員Takuma Hashimoto表示,「我非常驚訝,一種基因就可以改善人類培養細胞中的輻射耐受性。」

如此令人震驚的耐輻射性是如何運作的? 科學家一直沒有答案直到現在,加州大學聖地亞哥分校的科學家分析了Dsup以確定它的分子功能後有了新發現。

分子生物學家James Kadonaga表示,「我們現在對Dsup如何保護細胞免受X光輻射影響有了分子的解釋。我們看到它有兩個部分,一個部分與染色質結合,其餘部分會形成一種雲,保護DNA免受羥基自由基的侵害。」

羥基自由基是透過電離輻射在細胞中產生的顆粒,不過,當水熊蟲居住的潮濕環境變得乾燥時,會觸發水熊蟲的休眠生存狀態,叫做即低濕隱生(Anhydrobiosis)。研究員表示,保護DNA免受羥基自由基損害的雲狀Dsup結構可能不是為了適應輻射的保護,而是為了防止乾燥環境中產生的羥基自由基而形成的保護。

不管Dsup機制是如何演化的,隨著我們繼續加深對水熊蟲的理解,科學家表示,也許有一天我們也可以將它驚人的能力用在我們身上。

Kadonaga表示,「理論上來講,改良版的Dsup可以被設計成用在保護許多不同類型細胞中的DNA。因此Dsup許多用途,例如細胞的療法和醫療診斷器材,它在增加細胞的存活率上是有益的。」

該研究發表在eLife上。

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