University of Wyoming researchers have gained further insight into how tardigrades survive extreme conditions and have shown that proteins from the microscopic creatures expressed in human cells can slow down molecular processes.
怀俄明州大学的研究人员对缓步动物如何在极端条件下生存有了进一步的了解,并表明人类细胞中表达的微小生物蛋白质可以减缓分子过程
这使得缓步动物蛋白成为以减缓衰老过程和长期储存人类细胞为中心的技术的潜在候选者
这项发表在《蛋白质科学》杂志上的新研究考察了缓步动物在面临环境压力时进入和退出假死的机制
由华盛顿大学分子生物学系助理教授Thomas Boothby实验室的高级研究科学家Silvia Sanchez-Martinez领导的这项研究提供了额外的证据,证明缓步动物蛋白最终可以用于为无法冷藏的人提供拯救生命的治疗方法—并增强基于细胞的疗法如干细胞的储存
缓步动物身长不到半毫米;也被称为水熊—能够在完全干燥的情况下存活;被冻结到略高于绝对零度(当所有分子运动停止时,约为零下458华氏度);加热到300华氏度以上;照射了数千次,超出了人类的承受能力;甚至可以在外太空的真空中生存下来
根据华盛顿大学领导的这项新研究,它们通过进入一种称为生物停滞的悬浮状态来生存,这种状态使用在细胞内形成凝胶的蛋白质来减缓生命过程。该研究的合著者来自英国布里斯托尔大学、圣路易斯华盛顿大学、加州大学默塞德分校、意大利博洛尼亚大学和荷兰阿姆斯特丹大学等机构
Sanchez-Martinez是这篇论文的主要作者,他来自霍华德休斯医学院,加入了Boothby的UW实验室
“令人惊讶的是,当我们将这些蛋白质引入人类细胞时,它们会凝结并减缓新陈代谢,就像缓步动物一样,”Sanchez-Martinez说。“此外,就像缓步动物一样,当你将含有这些蛋白质的人类细胞置于生物稳态中时,它们会变得更能抵抗压力,从而将缓步动物的一些能力赋予人类细胞。”
重要的是,研究表明整个过程是可逆的。Boothby说:“当压力减轻时,缓步动物凝胶就会溶解,人体细胞就会恢复正常代谢。”
研究人员总结道:“我们的发现为追求以诱导细胞甚至整个生物体的生物稳定为中心的技术提供了一条途径,以减缓衰老并增强储存和稳定性。”
Boothby团队先前的研究表明,缓步动物蛋白的天然和工程版本可以用于稳定一种用于治疗血友病和其他疾病的重要药物,而无需冷藏
Tardigrades在干涸后生存的能力让科学家们感到困惑,因为这种生物的生存方式似乎与其他一些有能力进入假死状态的生物不同