揭示了水熊蟲在極端輻射下存活的關(guān)鍵機制

中國教育報-中國教育新聞網(wǎng)訊（通訊員 童廣運 陳寶玉 記者 馮麗）近日，陜西學前師范學院生命科學與食品工程學院王立志教授科研團隊與軍事科學院軍事醫(yī)學研究院張令強團隊和楊冬團隊以共同通訊作者在Science在線發(fā)表學術(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)鍵機制，揭示了其耐受超強輻射能力的秘密，為人類抵御超強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，具有很高的科學研究價值和生物醫(yī)學應(yīng)用價值。

2018年4月，研究團隊從河南省伏牛山采集水熊蟲樣本，經(jīng)形態(tài)學、數(shù)值學和分子水平的鑒定，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），并建立了其實驗室培養(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)超強輻射的動態(tài)變化及分子進化和功能特征分析，揭示了河南高生熊蟲耐受超強輻射的三類機制：一是從細菌、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和熱生物學的研究工作。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。