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      Tardigrades使用獨特的蛋白質(zhì)來保護自己免受干燥
      
			
      
				2019-01-02 09:58:40
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      Tardigrades是一種微型動物，也被稱為水熊和苔蘚仔豬，由于它們具有類似Muppet的外觀和能夠在極端環(huán)境中生存的能夠摧毀大多數(shù)其他生物的能力，已經(jīng)吸引了科學家近250年的想象力。其中一項技能是能夠忍受干燥長達十年或更長時間。在3月16日的“ 分子細胞”雜志上，一組科學家報告說，這種生存的訣竅是由于一組獨特的蛋白質(zhì)被稱為緩慢移植的固有無序蛋白質(zhì)(TDPs)。
      

      Tardigrades使用獨特的蛋白質(zhì)來保護自己免受干燥
      

      “從我們的研究大外賣是節(jié)肢動物進化基因的需求，使他們能夠干燥生存了，”托馬斯·布思，生命科學研究基金會博士后研究員在北卡羅萊納州教堂山大學和研究的第一作者。“此外，這些基因編碼的蛋白質(zhì)可用于保護其他生物材料，如細菌，酵母和某些酶 - 免于干燥。”
      

      很長一段時間，人們認為一種名為“膠原蛋白”的糖使緩解劑具有耐受干燥的能力。Trehelose存在于許多其他可以在干燥中存活的生物中，包括酵母，鹽水蝦和一些線蟲。但是，對于緩慢移位的生化研究已經(jīng)發(fā)現(xiàn)低水平的海藻糖或根本沒有，并且測序沒有揭示制造這種糖所需的酶的基因。
      

      “問題一直是，'如果緩和的人不依靠海藻糖來生存干燥，他們會用什么呢?'”布斯比說。他和他的團隊開始探索他們是如何做到的。
      

      該研究的第一步是研究哪些基因在各種條件下都具有活性：無應激，干燥和冷凍。研究人員發(fā)現(xiàn)，當動物開始變干時，基因會被上調(diào)并高水平表達。這些基因編碼的蛋白質(zhì)TDP屬于一類稱為內(nèi)在無序蛋白質(zhì)(IDPs)的蛋白質(zhì)。與大多數(shù)蛋白質(zhì)不同，IDP沒有固定的三維結(jié)構(gòu)。
      

      在他們發(fā)現(xiàn)TDP基因在一種緩和動物的干燥期間以高水平表達后，研究小組觀察了另外兩個物種并找到了相同的基因。一個基因一直打開的物種，能夠比其他物種更快地存活干燥。“我們認為它可以做到這一點，因為它已經(jīng)有很多這些蛋白質(zhì)，并且不需要時間來制造它們，”Boothby說。
      

      為了驗證這些TDP是什么賦予了緩解他們獨特的能力，研究人員將編碼它們的基因放入酵母和細菌中，并證實TDP可以保護這些其他生物。
      

      Trehelose通過在干燥時形成玻璃狀固體而不是晶體，幫助其他生物干燥。Boothby和他的同事發(fā)現(xiàn)，TDF形成類似玻璃狀的固體，并表明當TDP的玻璃狀被破壞時，它與其保護能力的喪失相關(guān)。
      

      Boothby說，TDP具有許多潛在用途，包括保護作物免受干旱和保護通常需要冷藏的藥物。“能夠在干燥狀態(tài)下穩(wěn)定敏感藥物對我個人來說非常重要，”他說。“我在非洲長大，偏遠地區(qū)缺乏制冷是一個巨大的問題。這些現(xiàn)實世界的應用是導致我研究緩慢移植的事情之一。”
      
			

			
        
      
			
      
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