缓步动物有一个遗传秘密，它可以增强人类的复原力

一个新发现的蛋白质来自地球上最坚韧的动物正在激发突破性疗法癌症和心血管疾病。

缓步动物，通常被称为水熊或苔藓仔猪，是一种微小的生物，可以几乎任何事情都能生存下来：沸腾的热量、冻冷的和压碎的压力。事实上，缓步动物是唯一已知的动物在外太空生存.

它们还可以承受辐射水平高出 2,000 倍比人体细胞可以耐受的。自然，科学家们早就想知道：他们是怎么做到的？

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2016 年，研究人员发现了缓步动物的秘密之一：一种基因的序列与自然界中已知存在的任何其他基因都不同，该基因产生了一种仅在缓步动物中发现的蛋白质。

当他们将这种蛋白质引入人体细胞时，这些细胞也变得更耐辐射。该蛋白质被命名为损伤抑制器或 Dsup，因为它有助于保护 DNA（生命的蓝图）免受损害。

从那时起，世界各地的研究人员一直在试图弄清楚 Dsup 的确切工作原理。作为研究 Dsup 的生物化学家，我的目标是揭示这种蛋白质的功能，并有朝一日利用这些见解来设计保护人体细胞免受 DNA 损伤的新疗法。

Dsup 如何保护缓步动物 DNA

科学家们对 Dsup 保护 DNA 免受辐射的卓越能力提出了几种解释。然而，这些模型具有不同程度的实验支持，并且没有单一的解释获得该领域的广泛共识。

在我最近的工作中，我发现Dsup 与 DNA 相互作用强烈.它紧紧地粘附在 DNA 上——不仅在分子的一个点，而且沿着整个分子。Dsup 没有固定的形状。

相反，它的行为更像是水中的意大利面条，不断移动、弯曲并采用许多不同的形状。当它与 DNA 结合时，它会导致股线稍微松开，就像拉链松开一样。这种温和的展开可能会使 DNA 在暴露于辐射时不易受到损伤。

一些科学家反而认为 Dsup 就像一个盾牌。在这个模型中，Dsup 涂层和物理阻挡辐射来自引人注目的 DNA。其他人则认为增强细胞的修复机制，在损坏造成有害影响之前修复损坏。

事实上，其中许多模型可能同时成立。自 Dsup 以来防止多种类型的辐射——以及辐射损伤产生的有毒副产品——这种神秘的蛋白质很可能具有多种功能。

了解 Dsup 有朝一日可以帮助人们更好地保护自己的细胞——为人类健康带来缓步动物非凡的恢复力。

使用 Dsup 推进医学发展

科学家们正在探索 Dsup 是否可以用于医学，特别是在 DNA 损伤起主要作用的疾病中。

由于几乎所有癌症都涉及 DNA 损伤，一些研究人员认为 Dsup（或受其启发的治疗方法）有朝一日可以帮助防止细胞癌变。也可能在癌症治疗期间保护健康组织例如放疗或化疗，它们通过破坏 DNA 起作用，但在此过程中通常会伤害健康细胞。

Dsup 在人类健康方面的潜力要大得多。例如，在心脏病发作或中风期间，器官组织会出现氧化应激– 导致广泛 DNA 损伤的化学反应。

这种氧化应激可以疾病严重程度恶化以及心血管疾病患者的长期结果。如果 Dsup 能够在这些压力事件中保护 DNA，它也许能够减少它们造成的细胞损伤.

早期的动物研究已经显示出有希望的结果，表明哺乳动物可以产生 Dsup，从而产生类似的效果。在一项研究中，科学家们使用注射 mRNA– 类似于背后的技术新冠肺炎 （COVID-19）mRNA 疫苗 – 传递遗传指令以在小鼠中产生 Dsup。

当小鼠后来暴露在高剂量的辐射下时，那些产生 Dsup 的小鼠的 DNA 损伤远小于未经治疗的小鼠，这表明对生物体具有真正的保护能力。

农业、航天等领域的 Dsup

除了医学之外，Dsup 还可以在农业、太空探索甚至数据存储方面产生影响。

当研究人员工程大米和烟草植物为了生产 Dsup，这些植物变得更耐辐射——这是 Dsup 减轻作物损害潜力的一个令人兴奋的迹象。

在空间生物学中，Dsup 可以帮助宇航员承受强烈的宇宙辐射这限制了长期任务。

在未来主义的转折中，一些科学家正在研究缓步动物这样的生物是如何出现的用于超稳定数据存储.当前的数字媒体容易受到高温或高辐射等环境条件的损坏。

数字媒体可以转换为 DNA 序列，并基因工程改造到缓步动物基因组中。然后，Dsup 可以帮助保护数据免受极端条件的影响。

Dsup 的下一步是什么？

自近十年前发现以来，科学界一直对 Dsup 可能实现的潜在技术进步感到兴奋。

然而，仍需要进行大量研究才能完全了解这种神秘蛋白质在生物体中的确切作用。世界各地的几个科学团体正在积极研究这种蛋白质的独特特性.

尽管前面还有工作要做，但 Dsup 的故事展示了科学家如何从缓步动物等微小动物身上吸取教训。通过研究这些极具弹性的生物的分子奥秘，研究人员正在创造突破性的工具来对抗人类疾病和推进生物技术。

泰勒·伍德沃德， 研究生研究助理，爱荷华大学

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