缓步动物也被称为水熊,这些微小的动物以其在各种极端环境下的忍耐能力而闻名,人们对它们了解得越多,它们的生存技能似乎就越令人印象深刻。
研究已经详细说明了缓步动物如何使用DNA云和荧光“盾牌”来保护自己免受不同种类的辐射。众所周知,它们还可以进入悬浮状态,在沸腾和冰冻的温度以及海底的压迫中生存。研究甚至表明,它们在月球上的坠落中幸存下来,而且它们甚至可能能一直活到到太阳灭亡那天。
在没有水的情况下生活只是缓步动物工具箱中的一项技能,日本东京大学的科学家对其背后的生物过程有了新的认识。该团队正在研究细胞质丰富的热溶(CAHS)蛋白,最近的研究表明,当脱水发生时,这些蛋白在迟缓动物中被激活。
在进一步探索它们的作用时,研究小组发现,在脱水的缓步动物细胞中,这些蛋白质聚集在一起,形成凝胶状的保护丝网络,帮助细胞在其含水量变干时保持形状。当缓步动物细胞被重新水化时,这一过程被逆转,丝状物慢慢退去以避免对细胞造成机械压力。
研究报告的作者Takekazu Kunieda说:“尽管水对我们所知的所有生命都是必不可少的,但一些缓步动物可以在没有水的情况下生活几十年。诀窍在于它们的细胞如何在脱水过程中处理这种压力。人们认为,当水离开细胞时,某种蛋白质必须帮助细胞保持体力,以避免自我崩溃。在测试了几种不同的种类后,我们发现,缓步动物特有的CAHS蛋白负责保护它们的细胞不受脱水影响。”
虽然这些最初的实验侧重于CAHS蛋白在脱水的缓步动物细胞中的功能,但该团队表明,当它们在人类和昆虫细胞中被分离和研究时,也发挥着类似但有限的功能。这种研究可能导致细胞甚至生物体的干燥保存的新技术,例如,这可能意味着药品在货架上持续更长的时间,或者器官在移植前在体外存活更长时间。
Kunieda说:“关于缓步动物的一切都很吸引人。一些物种能够生存的极端环境范围,使我们能够探索前所未有的机制和结构。对于生物学家来说,这个领域是一座金矿。”
这项研究发表在《PLOS生物学》杂志上。