“水熊蟲擁有科幻小說中‘三體人’自行脫水的本領(lǐng)，甚至能夠在外太空真空環(huán)境中生存。”日前，我國科學家基于水熊蟲的多組學和抗輻射機制研究取得重要突破。軍事科學院軍事醫(yī)學研究院張令強研究員團隊和楊冬副研究員團隊表示，他們聯(lián)合陜西學前師范學院王立志等國內(nèi)其他相關(guān)研究團隊，經(jīng)過6年多潛心研究，發(fā)現(xiàn)并成功建立河南高生熊蟲（水熊蟲的一種）實驗室培養(yǎng)體系，繪制其高質(zhì)量基因組圖譜，結(jié)合轉(zhuǎn)錄組、蛋白質(zhì)組響應輻射的動態(tài)變化及關(guān)鍵分子功能和機制研究，揭示了耐受超強輻射的關(guān)鍵機制。25日凌晨，國際頂級學術(shù)期刊《科學》在線發(fā)表了相關(guān)研究論文。本項研究成果，開啟了人類全面認識超強輻射耐受機制的大門，是一項真正意義上從0到1的原創(chuàng)性突破。
論文第一作者李磊介紹，水熊蟲是緩步動物的俗稱，是一類微小的水生無脊椎動物，大部分體長不超過1毫米，分布于世界各地，可耐受超強輻射、高溫、高壓、低溫、干燥等多種極端環(huán)境，具有很高的科學研究價值和生物醫(yī)學應用價值。對于像水熊蟲這樣目前研究較少的獨特物種，利用多組學策略探究其極端環(huán)境耐受機制，具有潛在的優(yōu)勢。2018年，團隊在河南采集到水熊蟲樣品，隨后率先在國內(nèi)建立了水熊蟲實驗室培養(yǎng)體系，通過鑒定將該樣品命名為河南高生熊蟲，為深入挖掘其超強輻射耐受機制提供了寶貴的樣本資源。
“基于組學分析得到的2801個輻射相關(guān)變化基因，我們進一步結(jié)合分子進化和功能特征分析，將河南高生熊蟲的輻射耐受機制歸為三大類：一是從細菌、真菌、植物水平轉(zhuǎn)移到水熊蟲的外來基因，賦予其特殊的抗逆能力，如生成甜菜色素進而清除活性氧；二是緩步動物特異蛋白傾向于高度無序，通過相分離促進DNA損傷修復等過程；三是與其他門類共有的古老蛋白在水熊蟲中具有特殊的輻照響應模式?！睏疃榻B。讓團隊成員特別興奮的是，他們發(fā)現(xiàn)在水熊蟲中起抗輻射作用的分子，轉(zhuǎn)入人源細胞后，可以顯著提升后者的抗輻射能力。這說明它們具有重要潛在應用前景，團隊為研制抵御超強輻射損害的“金鐘罩”找到了理論依據(jù)。
當前，多種涉核作業(yè)環(huán)境均受到超強輻射的嚴重威脅，現(xiàn)有輻射防護策略對超強輻射缺乏有效防護，亟須在概念創(chuàng)新、理論提升和防護技術(shù)革新等方面作出顛覆性突破。中國科學院院士、醫(yī)學蛋白質(zhì)組全國重點實驗室主任賀福初認為，針對水熊蟲這種神奇的極端生命體抗逆機制的研究，可能將更新人類對生命系統(tǒng)基本構(gòu)成原理和運行機制的認識。（記者章文、劉小兵 通訊員沈基飛、徐嘉藝）