缓步动物是直径小于 1 毫米的小型水生动物。它们可以在100摄氏度到-273摄氏度的温度、外太空的真空、超高压环境、强辐射环境等极端条件下生存。然而,这种极端耐药性背后的分子机制仍不清楚。东京大学的一个研究小组与庆应义塾大学合作,发现一种来自缓步动物的新蛋白质可以保护培养的人类细胞的 DNA 免受致命的辐射损伤。
该研究小组高精度地确定了缓步动物的基因组序列,这种缓步动物可以在人类半致死剂量的约 1000 倍的辐射下生存,并且精度很高,并揭示了它大约有 2 个基因。其中一种蛋白质在其他生物体中未发现,是在缓步动物细胞的核 DNA 附近发现的。当这种蛋白质被引入培养的人类细胞中时,证实它存在于DNA附近。由于 DNA 可能会被辐射损坏,因此他们决定研究抗辐射性。
当用X射线照射导入了该蛋白质的培养细胞并检查DNA切割量时,DNA切割量减少至未导入的细胞的大约一半。分析表明,这种蛋白质不会修复损伤,而是保护 DNA 并最大程度地减少损伤。这种蛋白质被命名为 Dsup(损伤抑制蛋白),因为它能够保护 DNA 并减少损伤。此外,发现导入Dsup的细胞即使在用X射线照射时也保持其增殖能力。
在这次基因组分析中发现了许多缓步动物特异性基因。利用这些遗传信息,他们希望在分子水平上阐明缓步动物优异的抵抗能力,并在未来开发出能够将各种抵抗能力赋予其他动物的新技术。