用户名:  密码:   
网站首页即时通讯活动公告最新消息科技前沿学人动向两岸三地人在海外历届活动关于我们联系我们申请加入
栏目导航 — 美国华裔教授专家网科技动向生物医学
关键字  范围   
 
欧洲宇航局:最强生命水熊虫 - 原来是个DNA大盗
欧洲宇航局:最强生命水熊虫 - 原来是个DNA大盗
2016/5/23 17:37:48 | 浏览:1558 | 评论:0

欧洲宇航局:最强生命水熊虫 - 原来是个DNA大盗

 世界上生命力最强的动物有哪些?也许大家会想到“小强”蟑螂。实际上,地球上生活着比蟑螂更为强悍的动物,那就是被称为自然界最伟大幸存者的水熊虫。

现在,它除了以强悍的生命力著称以外,科学家发现,它还是偷走其他生物DNA的“大盗贼”。

强悍的生命

水熊虫是属于缓步动物门的一类小型动物的俗称 ,因为它们看起来像多腿、可爱又笨拙的小熊。有记录的水熊虫种类大约900种,它们很小,体长一般在1毫米左右。

它们的生活范围极广,似乎在哪儿都能找到这类动物的身影。它们生活在每一个大陆,从你家的后院到几乎没有人类足迹的南极洲,从最深的海洋到最热的沙漠,甚至是在喜马拉雅山脉的顶部(6000米以上)。

尽管它们体型微小,却很难死掉。它们能够承受极其恶劣的环境,不管是接近绝对零度的极端寒冷的温度(-273℃)还是超过水沸腾的温度(151℃)。有研究显示,水熊虫可以在绝对干燥环境中生存1到10年之久。

2013年,欧洲宇航局曾利用无人宇宙飞船, 将这种古怪又强悍的生物送入太空,进行长达10天的太空之旅,但科学家并不是让它们待在太空舱的内部,而是直接将它们暴露在舱外,置于太空辐射和低温环境中,从而测试它们的生命力。

结果水熊虫的生命力令人震惊,其中一些竟然能在低温真空和太阳辐射双重严苛的考验下幸存下来,并且在回到地球后重新开始繁殖后代。

它们是已知的唯一一种能在太空真空环境生存下来的动物。

在干燥状态或环境恶化时,水熊虫的身体会缩成圆桶形,自动脱水,静静地忍耐蛰伏(隐生现象),这个绝招能把生命代谢放慢到几乎停止的程度。

进入休眠状态时,它的身体含水量可以降到仅仅3%这样一种极端的“脱水状态”。 待环境好转后,身体含水量上升,水熊虫又能“复生”。

有记录表明,水熊虫最长隐生的寿命超过120年。

生物界的大盗

研究人员想要揭示水熊虫在极端环境下的生存策略,就要研究水熊虫的基因组,因此,要对水熊虫的每一个基因都进行分类。

结果,科学家发现水熊虫具有另一个非同寻常的特点:它们不是从自己祖先那里继承所有基因,其中将近17.5% 的基因组是由外源DNA构成。

能够获得如此多的外源基因,使水熊虫成为动物界“偷取DNA”的头号盗贼。其实,我们可以想象到,正是这种奇怪的遗传物质混搭法,才使水熊虫能以更复杂的方式生长和发育。

但奇怪的是,许多基因看起来并不像是动物的基因。科学家最初以为是样本被污染了,但经过反复、仔细的检查和实验,并重建生物祖先的特定基因序列后,科学家证实了看起来像外来基因的基因,确实不是水熊虫自己“开发”而来,也不是从别的动物那里偷来的,而是 从非动物那里挪过来的(植物、细菌、真菌和古生菌),水熊虫体内高达六分之一的遗传物质,都是来自于这些毫不相干的植物和微生物。

那些奇怪的遗传物质大部分都源自于细菌,而且还出现在水熊虫的遗传表达中。

研究人员发现,在某些情况下,外源基因已经取代了水熊虫某些本身的基因,而水熊虫身上没有被取代的基因,虽然还保持自己的功能,但也合并了一种或几种细菌的单个或多个遗传物质片段。

因此研究者推测,偷取别人基因这件事,并不是一次性发生的,而是在进化过程中不断持续地发生的,甚至时至今日,水熊虫依然在盗取其他生物的基因。

如何偷取?

那么,水熊虫这个大盗贼是如何将外来基因收为己有的呢?

很早之前,科学家们就已经知道,细菌和其他微生物可以水平基因转移,也就是遗传物质能够在不相关的物种之间进行交换。

但科学家最近才开始意识到,这种遗传发育的方法也可以发生在动物身上。

相比于水熊虫,其他动物的基因组包含的“异物”很少(人类也有外源基因,但非常有限,主要通过转座子和病毒获得)。之前,微小的水生动物——轮虫,是具有最多外源DNA的记录保持者,为8%至9%。而现在水熊虫后来居上了。

我们之前就提到,水熊虫有一种特殊的能力:当遭遇极其恶劣的环境时,会慢慢失水变干,但当有适合的生存条件时,它又会苏醒。

研究人员怀疑可能正是这种能力,在“盗取’他人基因中发挥作用。当水熊虫变干,它们的基因组会断裂。

当补充水分后,水熊虫细胞的细胞膜仍然会保持一段时间的“泄漏”状态,当细胞快速地修复自己受损的DNA时,可能会将外界环境中的某些DNA带到细胞中,嵌入自己的基因组中。

所以,脱水干燥、细胞膜“泄漏”和DNA断裂之间存在的关系,可能是水熊虫成为“大盗贼”的重要幕后推手。

对于水熊虫那些优越的生存技能来说,这些大量的外源基因可能起着非常重要的作用。因为如果水熊虫们从能忍耐严苛环境的生物那里获得了DNA,那么它们可能因此获得忍耐严苛环境的能力。也就是说,从细菌、真菌和植物盗取来的外来基因,可能已经赋予水熊虫能在沸水、冷冻环境,甚至是宇宙真空条件下生存的能力。

关于水熊虫是如何设法凑齐这么多外源遗传物质的,进一步的研究仍在进行之中。

研究人员表示,在未来,水熊虫基因的研究可能会有助于药品、疫苗的开发,使疫苗不再需要低温保存,甚至可以当场脱水变干和复活,这对偏远的农村诊所或危机地带(战争区)来说,可以称得上是个绝对的福音。

 

相关栏目:『生物医学
《Nature》解说:中国如何既逐渐放开、又将新冠病死人数降至最低? 2022-12-01 [70]
美国家卫生研究院:“好胆固醇”没那么好 2022-11-26 [246]
日本理化学研究所发表研究报告:大脑如何防止过度饮食 2022-11-20 [188]
英美150多项研究得出结论:这些食物含有的黄烷-3-醇 可以保护心脏健康 2022-11-11 [415]
里程碑:两周预测6亿蛋白质结构,首次通往蛋白质“暗世界” 2022-11-04 [275]
PD-1免疫疗法还能抗衰?《自然》重磅研究揭示抗癌抗衰“二合一” 2022-11-04 [247]
FDA发布《临床试验多终点指南》 2022-10-20 [265]
抗癌史上最强对决:双免疫首次击败双靶向 2022-10-20 [515]
《柳叶刀》发布重大报告: 结束精神疾病污名化! 2022-10-19 [282]
斯坦福大学鼠人杂交大脑问世,伦理问题引关注 2022-10-15 [325]
相关栏目更多文章
最新图文:
:阿尔茨海默病预防与干预核心讯息图解 :引力波天文台或有助搜寻暗物质粒子 :Sail Through the Mist - SoCal Innovation Forum 2019(10/5) 游天龙:《唐人街》是如何炼成的:UCLA社会学教授周敏的学术之路 :“为什么海外华人那么爱国,但是让他回国却不愿意?...“ :学术出版巨头Elsevier 彻查433名审稿人“强迫引用”黑幕 :中国336个国家重点实验室布局 :中澳政府联合出手打击洗钱和逃税漏税 大量中国居民海外账户遭冻结
更多最新图文
更多《即时通讯》>>
 
打印本文章
 
您的名字:
电子邮件:
留言内容:
注意: 留言内容不要超过4000字,否则会被截断。
未 审 核:  是
  
关于我们联系我们申请加入后台管理设为主页加入收藏
美国华裔教授专家网版权所有,谢绝拷贝。如欲选登或发表,请与美国华裔教授专家网联系。
Copyright © 2022 ScholarsUpdate.com. All Rights Reserved.