分子传感器通过触发休眠来实现耐水性
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2024-01-19 16:14:17
摘要 缓步动物是一种耐寒的微生物动物，通常被称为水熊虫，它们使用分子传感器来检测环境中的有害条件，告诉它们何时进入休眠状态以及何时恢复正...
缓步动物是一种耐寒的微生物动物，通常被称为“水熊虫”，它们使用分子传感器来检测环境中的有害条件，告诉它们何时进入休眠状态以及何时恢复正常生活。由马歇尔大学的 Derrick RJ Kolling 和北卡罗来纳大学教堂山分校的 Leslie M. Hicks 领导的团队在 1 月 17 日发表在开放获取期刊PLOS ONE上的一项新研究中报告了这些发现。
水熊虫以其承受极端条件的能力而闻名，可以在冰冻、辐射和没有氧气或水的环境中生存。它们通过休眠并进入“tun”状态来坚持下去，在这种状态下，它们的身体会脱水，八条腿缩回，新陈代谢减慢到几乎无法检测到的水平。此前，人们对水熊进入和离开这种状态的信号知之甚少。
在这项新研究中，研究人员将水熊虫暴露在冰冻温度或高浓度的过氧化氢、盐或糖中以引发休眠。为了应对这些有害条件，动物细胞产生了具有破坏性的氧自由基。研究人员发现，水熊虫使用一种基于氨基酸半胱氨酸的分子传感器，当它被氧自由基氧化时，它会向动物发出进入tun状态的信号。一旦条件改善并且自由基消失，传感器就不再被氧化，水熊虫就会从休眠状态中苏醒。当研究人员使用阻断半胱氨酸的化学物质时，水熊虫无法检测到自由基，也无法进入休眠状态。
总而言之，新的结果表明，半胱氨酸是响应多种压力源(包括冰冻温度、素以及环境中盐或其他化合物的浓度)而打开和关闭休眠状态的关键传感器。研究结果表明，半胱氨酸氧化是一种重要的调节机制，有助于水熊虫具有非凡的耐寒性，并帮助它们在不断变化的环境中生存。
作者补充道：“我们的工作表明，缓步动物在应激条件下的生存依赖于可逆的半胱氨酸氧化，活性氧通过氧化作用充当传感器，使缓步动物能够对外部变化做出反应。”
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