Science：我国学者在河南发现水熊虫新物种，并揭开其超强抗辐射能力的分子机制

学术 2024-10-26 23:32 上海

撰文丨王聪

来源 | 生物世界公众号

缓步动物（Tardigrade），是一种八足微型生物，通常体长不足1毫米，俗称“水熊虫”，它们因对极端环境的耐受性而闻名，包括超高剂量辐射，是地球上最耐辐射的动物。

目前，科学家们已经描述了大约1500水熊虫，它们可以承受高达3000至5000Gy的伽马射线剂量，这是人类致死剂量的1000倍。之前的研究表明水熊虫具有强大的DNA修复能力，它们还表达一种被称为损伤抑制因子（Dsup）的水熊虫特异性蛋白，当这种蛋白在人类细胞中表达时，可以保护DNA免受辐射损伤。然而，尽管已经有了这些见解，但关于水熊虫如此强大的辐射耐受能力的机制仍有很多未知之处。

2024年10月25日，军事科学院军事医学研究院张令强团队、杨冬团队，联合陕西学前师范学院王立志、华大生命科学研究院范广益等团队，在国际顶尖学术期刊Science 上发表了题为：Multi-omics landscape and molecular basis of radiation tolerance in atardigrade的研究论文。

该研究报道了一种在河南新发现的水熊虫——河南高生熊虫（Hypsibius henanensis），并建立了其实验室培养体系，绘制了高质量基因组图谱，在国际上首次整合转录组、蛋白质组响应超强辐射的动态变化及分子进化和功能特征分析，进而揭示了河南高生熊虫耐受超强辐射的三类机制，并分别对代表性关键分子进行了深入的功能和机制研究。

2018年，该研究团队从河南省伏牛山采集水熊虫样品，随后率先在国内建立了水熊虫实验室培养体系，实现了规模化培养，后经形态学和分子水平鉴定，确定所培养水熊虫是一种新的高生属水熊虫物种，并将其命名为河南高生熊虫（Hypsibius henanensis）。

多组学数据挖掘策略在揭示水熊虫极端环境耐受机制方面具有巨大潜力。通过整合基因组学、转录组学和蛋白质组学，研究团队破译了河南高生熊虫抗辐射反应的基因组全景图。在差异分析和筛选关键分子后，研究团队使用生化和细胞方法来验证它们的功能作用，并深入研究潜在分子机制。

具体来说，研究团队首先获取了新鉴定的辐射耐受性物种河南高生熊虫的染色体水平高质量基因组图谱，基因组大小为112.6M，注释得到14701个编码蛋白基因，均匀分布于6条染色体。

通过重离子辐射后的转录组和蛋白质组差异分析，研究团队从中鉴定出2801个差异表达基因（DEG）。基于这些差异表达基因的进化和功能分析，研究团队描述了其三类辐射耐受机制：

第一类，水平基因转移（HGT）可能是水熊虫发展超高辐射抗性的重要进化事件。该研究鉴定了DOPA双加氧酶基因DODA1，这是一种从细菌到缓步动物的水平基因转移的产物。DODA1通过催化生物合成一种主要存在于植物、少数真菌和细菌中的色素——甜菜素来抵抗辐射。

第二类，水熊虫特异性的辐射诱导的无序蛋白TRID1通过介导液-液相分离（LLPS）过程，加速了DNA损伤修复。

第三类，非水熊虫特异性基因也有助于其辐射耐受，该研究发现，两个线粒体呼吸链复合体组装蛋白BCS1和NDUFB8显著上调，然后积累以加速NAD⁺再生，以实现PARylation修饰和随后的PARP1介导的DNA损伤修复。

总的来说，该研究通过多组学（基因组、转录组和蛋白质组）数据挖掘和功能验证，揭示了新发现的水熊虫物种河南高生熊虫辐射耐受的三种机制，这不仅扩展了我们对水熊虫辐射耐受机制的理解，也将拓宽我们对极端条件下细胞生存的理解。

论文链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adl0799

各位读者

科研小助手官方QQ群：

一群：93646661（2000人已满）；

二群：215216803（2000人未满）

转载、投稿、商务合作请添加微信：amateur_1988

↓↓↓点击阅读原文查看往期精彩！

http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzIwMzA1MzU5Mg==&mid=2652174817&idx=3&sn=b6337ca2edbfa5c43f51452f62a31dff

科研小助手

科研总是太无聊，文献天书亦乏味，实验也不要不要，paper之路总遥遥。科研小助手旨在解救广大同胞于此困扰。我们会每天分享实验心得，传递最新科研资讯，解读各类专业文献，总结各类科研方法与思路，希望我们能成为各位给力的科研小助手，科研助动力。

最新文章

高校教授被人行道传单“点名”，校方回应

2023年度“双一流”捐赠收入，公布！

研究证实：常喝这种饮料，会让你的皮肤更年轻！

又一985，落地深圳！

中科院院士：青年科学家 5 年内拿不出成果就面临淘汰，有的单位已现「马太」效应，重复给某一人奖励

学生实名举报被老师和院长恶意阻拦毕业、学术霸凌等，高校回应！

研究证实：常喝这种饮料，会让你的皮肤更年轻！

中科院院士，全职加盟上海交大！出任院长

姜萍初赛成绩违反规则！其老师被诫勉谈话取消评优资格

力争申博！这所学院，将更名！

研究证实：爸爸经常喝咖啡，会诱发精子异常，导致后代出现这种病

院士归国，全职加盟C9！

中国公立医院2024年预算收入Top100，第1名遥遥领先

突发！广州一知名医院倒闭！负责人失联…

定了！清华这两大学院将搬至通州！

研究证实：经常用这种小果子泡水喝，是真能强筋骨，抗衰老！

郑强，应邀到这所工业大学！

Nature发文：中国科研人员吐槽，基金委的改革，使获取资助变得更加困难

上海交大新校区，启动！

井喷！多所“双一流”，发NS！

博士学位论文，不再非写不可！

顶级高校主动恳求教授等教职工放弃加薪！此前已开始裁员

教育部任命！2所211，同日换帅！

751人！第十届中国科协青年人才托举工程拟资助名额公示

如何在核心期刊上轻松发表？99%成功率的实用攻略

基金委发文：目前约17%资助率过低，危害大，应提升至30~35%，增大青年、面上项目经费

看哭！40岁才博士毕业，安徽省省长写了篇博士论文后记

216人！上海公布一批项目通讯评审专家名单

北京协和医学院，换帅！

最新自然指数TOP200，出炉！

官方明确：本科宿舍4人间，硕士2人间！

上海市第六人民医院杨翠霞教授课题组诚聘博士后

BAM（IF=18）：华南理工团队开发出阴茎增粗贴片，可实现有效增粗，不易降解、长期稳定！

北京最年轻副市长，骗取博士学位被双开

中国首个！211，获批联合国项目！

20人拟获青年科学家奖！

网传北师大教授与女下属建立“永久亲密关系”，承诺对方读博和自由列支经费？北师大回应

17年来首次重大调整！国务院总理主持，审议通过《国家自然科学基金条例（修订草案）》

研究提醒：一旦得了这个病，午睡时间最好别超过30min，不然很容易中风！

复旦教授：在一般院校里，我可能连当副教授都不够格

硬刚！eLife正面回应被On hold！

中科院1区Top期刊被 on hold！

Science：我国学者在河南发现水熊虫新物种，并揭开其超强抗辐射能力的分子机制

东南大学，揭牌2个全国重点实验室！

武汉一高校水卡网址打开竟是“色情网站”？学校回应！

清北博士入职县级中学，补贴高达105万

祝贺：吴皓/林海帆/王凡/金亦石等华人学者当选美国国家医学院院士

重磅科技奖，公布！

高校一女教师被举报：恋爱出轨、学术不端！校方通报

研究发现：男性智商和精液质量，强相关！

分类

时事

民生

政务

教育

文化

科技

财富

体娱

健康

情感

旅行

百科

职场

楼市

企业

乐活

学术

汽车

时尚

创业

美食

幽默

美体

文摘

原创标签

时事社会财经军事教育体育科技汽车科学房产搞笑综艺明星音乐动漫游戏时尚健康旅游美食生活摄影宠物职场育儿情感小说曲艺文化历史三农文学娱乐电影视频图片新闻宗教电视剧纪录片广告创意壁纸头像心灵鸡汤星座命理教育培训艺术文化金融财经健康医疗美妆时尚餐饮美食母婴育儿社会新闻工业农业时事政治星座占卜幽默笑话独立短篇连载作品文化历史科技互联网

发布位置

广东北京山东江苏河南浙江山西福建河北上海四川陕西湖南安徽湖北内蒙古江西云南广西甘肃辽宁黑龙江贵州新疆重庆吉林天津海南青海宁夏西藏香港澳门台湾美国加拿大澳大利亚日本新加坡英国西班牙新西兰韩国泰国法国德国意大利缅甸菲律宾马来西亚越南荷兰柬埔寨俄罗斯巴西智利卢森堡芬兰瑞典比利时瑞士土耳其斐济挪威朝鲜尼日利亚阿根廷匈牙利爱尔兰印度老挝葡萄牙乌克兰印度尼西亚哈萨克斯坦塔吉克斯坦希腊南非蒙古奥地利肯尼亚加纳丹麦津巴布韦埃及坦桑尼亚捷克阿联酋安哥拉