怀俄明大学的研究人员进一步了解了缓步动物如何在极端条件下生存,并表明来自人类细胞中表达的微生物的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》杂志上的新研究研究了缓步动物在面临环境压力时进入和退出假死状态的机制。由威斯康星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,表明缓步动物蛋白最终可用于为无法冷藏的人们提供挽救生命的治疗方法 - - 并增强基于细胞的疗法(例如干细胞)的储存。
缓步动物(也称为水熊虫)长不到半毫米,可以在完全干燥的情况下生存。被冻结到略高于绝对零(大约-458华氏度,当所有分子运动停止时);加热至 300 华氏度以上;超过人类所能承受的数千次辐射;甚至可以在外太空的真空中生存。
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假死状态来生存,利用蛋白质在细胞内形成凝胶并减慢生命过程。该研究的共同作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。
桑切斯-马丁内斯是这篇论文的主要作者,他来自霍华德休斯医学研究所,加入布斯比的威斯康星大学实验室。
“令人惊讶的是,当我们将这些蛋白质引入人体细胞时,它们会凝胶化并减慢新陈代谢,就像缓步动物一样,”桑切斯-马丁内斯说。 “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停滞状态时,它们对压力的抵抗力会更强,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:“当压力缓解时,缓步动物凝胶溶解,人体细胞恢复正常新陈代谢,”布斯比说。
研究人员总结道:“我们的研究结果为追求以诱导细胞甚至整个生物体生物停滞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。”
布斯比团队之前的研究表明,天然和工程版本的缓步动物蛋白可用于稳定一种重要的药物,该药物用于治疗血友病和其他疾病患者,而无需冷藏。
缓步动物在干燥的情况下生存的能力让科学家们感到困惑,因为这些生物的生存方式似乎与许多其他能够进入假死状态的生物体不同。