中国科学家在《科学》发文揭示水熊虫耐辐射机制，为辐射防护提供新思路

中国科学家在《科学》发文揭示水熊虫耐辐射机制，为辐射防护提供新思路

引用

中国科技网

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来源

1.

https://www.stdaily.com/web/gdxw/2024-10/25/content_248366.html

2.

http://finance.people.com.cn/n1/2024/1026/c1004-40347710.html

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https://www.163.com/dy/article/IPUASVM305534T97.html

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https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2024/10/532564.shtm

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https://www.scitw.cc/posts/20240810-17132

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8.

https://www.linkresearcher.com/theses/eb158bc2-7103-4364-819f-4fb76b79c719

2024年10月，中国科学家在《科学》杂志发表重大研究成果，揭示了水熊虫（缓步动物）耐受超强辐射的关键机制。这一发现不仅展示了水熊虫的极端生存能力，还为辐射防护技术提供了新的思路。

水熊虫是一种微小的多细胞生物，体长通常不超过1毫米，却能在极端恶劣的环境中存活。研究团队通过多组学分析，揭示了其耐受辐射的三大机制：

1. 外来基因转移：水熊虫从细菌、真菌和植物中获得了某些基因，这些基因能够生成甜菜色素，进而清除活性氧，增强抗逆能力。

2. 特殊蛋白质保护：水熊虫特有的无序蛋白质通过相分离促进DNA损伤修复，保护细胞免受辐射伤害。

3. 古老蛋白的特殊响应：一些在其他生物中也存在的古老蛋白，在水熊虫中表现出特殊的辐射响应模式，增强了其抗辐射能力。

更令人兴奋的是，研究发现水熊虫中的抗辐射分子转入人源细胞后，可以显著提升细胞的抗辐射能力。这为开发新型辐射防护技术提供了理论依据。

水熊虫的生存能力远不止于此。它们能够在极端高温（高达151摄氏度）和极端低温（低至零下272摄氏度）中存活，还能在高剂量辐射和极端干燥的环境中保持生命活动。

• 高温适应：水熊虫会产生一种名为“抗冻素”的蛋白质，防止细胞受到冻结或脱水的损害。在高温条件下，它们还能合成一种称为“熊虫素”的特殊蛋白质，保护细胞膜和蛋白质结构。

• 低温适应：水熊虫体内含有大量抗冻蛋白，这些蛋白能与冰晶结合，阻止其生长，保护细胞完整性。同时，水熊虫会积聚葡萄糖和甘油等物质，降低细胞冰点，防止冰晶形成。

• 干燥适应：当环境干燥时，水熊虫会进入“干眠”状态，排出体内水分，新陈代谢几乎停止，这种状态可维持数年之久。

水熊虫的生存机制研究具有重要的科学价值和应用前景：

1. 辐射防护：水熊虫的抗辐射机制可能为开发新型辐射防护药物或技术提供线索，对于涉核作业人员的健康保护具有重要意义。

2. 太空探索：水熊虫在太空中存活的能力使其成为研究生物太空生存的重要模型，为未来的星际旅行和生命科学研究提供了参考。

3. 气候变化应对：随着全球气候变化加剧，极端天气事件频发，研究水熊虫的环境适应机制有助于我们理解生物如何在极端条件下生存，为保护地球生态系统提供新思路。

水熊虫的研究仍处于起步阶段，但其展现出的生命力和适应性已经深深震撼了科学界。随着研究的深入，我们有望揭示更多关于生命极限和生存机制的秘密。这些发现不仅能满足人类对自然界的好奇心，还可能为解决实际问题提供创新方案。

正如中国科学院院士贺福初所说，这项研究开启了人类全面认识超强辐射耐受机制的大门，是一项真正意义上从0到1的原创性突破。未来，水熊虫或许能为人类带来更多惊喜，帮助我们在面对极端环境时，拥有更多的生存智慧和科技力量。