揭示了水熊蟲在極端輻射下存活的關(guān)鍵機(jī)制

中國教育報(bào)-中國教育新聞網(wǎng)訊（通訊員 童廣運(yùn) 陳寶玉 記者 馮麗）近日，陜西學(xué)前師范學(xué)院生命科學(xué)與食品工程學(xué)院王立志教授科研團(tuán)隊(duì)與軍事科學(xué)院軍事醫(yī)學(xué)研究院張令強(qiáng)團(tuán)隊(duì)和楊冬團(tuán)隊(duì)以共同通訊作者在Science在線發(fā)表學(xué)術(shù)論文，該研究首次分離鑒定了中國原生水熊蟲物種——河南高生熊蟲，破解了水熊蟲在極端輻射下存活的關(guān)鍵機(jī)制，揭示了其耐受超強(qiáng)輻射能力的秘密，為人類抵御超強(qiáng)輻射損害找到了理論依據(jù)。

緩步動物（Tardigrada）俗稱“水熊蟲”，其體型微小、生性隱秘，不為大多數(shù)人所知。目前已報(bào)道的水熊蟲近1500余種，分布于世界各地，亦可在真空中生存，可耐受超強(qiáng)輻射、高溫、高壓、低溫、干燥等多種極端環(huán)境，包括重度輻射下存活，可以承受比人類致死劑量高出近1000倍的伽馬輻射，具有很高的科學(xué)研究價(jià)值和生物醫(yī)學(xué)應(yīng)用價(jià)值。

2018年4月，研究團(tuán)隊(duì)從河南省伏牛山采集水熊蟲樣本，經(jīng)形態(tài)學(xué)、數(shù)值學(xué)和分子水平的鑒定，確定所發(fā)現(xiàn)的水熊蟲是一種新的高生屬水熊蟲物種，命名為河南高生熊蟲（Hypsibius henanensis），并建立了其實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)體系，繪制了高質(zhì)量基因組圖譜，在國際上首次整合轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組響應(yīng)超強(qiáng)輻射的動態(tài)變化及分子進(jìn)化和功能特征分析，揭示了河南高生熊蟲耐受超強(qiáng)輻射的三類機(jī)制：一是從細(xì)菌、真菌、植物中通過水平基因轉(zhuǎn)移（HGT）到水熊蟲中的外來基因，賦予其特殊的抗逆能力，本研究共鑒定到75個高可信的HGT基因，其中13個在輻照后發(fā)生顯著上調(diào)；二是水熊蟲基因組中約30%的基因是緩步動物特異的，緩步動物特異蛋白傾向于高度無序，通過相分離參與DNA損傷修復(fù)等過程；三是與其他門類共有的古老蛋白（如線粒體呼吸鏈組裝蛋白）在水熊蟲中具有特殊的輻照響應(yīng)模式。

王立志長期從事緩步動物分類學(xué)和熱生物學(xué)的研究工作。截至目前，他發(fā)現(xiàn)和命名緩步動物新物種20種，中國新記錄種45種，初步分析了中國西部12個省、直轄市、自治區(qū)的緩步動物區(qū)系組成，并系統(tǒng)總結(jié)了發(fā)現(xiàn)于陜西省的107種緩步動物分類階元。