基因測序破解水熊蟲強韌生命力的秘密

它們能夠在逐漸乾燥的條件下變成生物玻璃，從而在幾乎為絕對零度的溫度下存活

你眼前這個萌萌噠小動物一般被叫做水熊或者水熊蟲（water bear），是對緩步動物門（Tardigrata）生物的俗稱，長度僅僅只有1mm，看起來非常不堪一擊。但是不要被它們小小的體型欺騙了，最近的研究表明，即便是地球經歷了小行星撞擊之類的浩劫、人類完全滅絕，這些小傢伙依然可以生機勃勃地在你的遺體上蹦躂。

水熊的適應力十分剽悍，能夠在近乎絕對零度的低溫和150℃的高溫下生存，也可以在飢餓狀態下存活10年之久，如果生存環境惡劣，它們可以切換到極度乾燥的假死狀態，直到遇到適合的環境之後滿血復活。

通過比較這兩個物種的基因，研究人員確定了這一群體與其他動物的關係，同時也找出了能夠讓它在乾燥的環境中生存的基因。

這種可以在極度乾燥的環境下生存的能力依賴於一種特殊蛋白，這種蛋白極易溶於水，在表面張力的作用下緊緊地附著或包裹著細胞內的分子，像個微型的保護層，能夠保護細胞結構，直到再次遇到水。

為了找到在這個複雜過程中發揮作用的基因，科學家確定這兩個物種在乾燥和復水過程中工作的基因，並且繪製了基因圖譜。

正如預期那樣，實驗過程中大量參與表達的基因都是與DNA修復有關的，這一特性在受到大量輻射傷害之後也得到了體現。其他基因則有助於預防DNA氧化損傷。

將複雜的基因組進行比對，也能夠回答這個困擾生物學家許久的問題——這種奇怪的小生物處在生物譜系的哪個位置呢？

水熊屬於一個獨立的門，稱為緩步動物門。它們的身體是分節的，看起來像微小的昆蟲，也因此在分類分支上更靠近螃蟹、蜘蛛和臭蟲一類的節肢動物門；但是它們有八個粗短的足和偏長的身體，因而也有可能是有爪動物的遠親。有爪動物身體圓柱形呈蠕蟲狀，像有足的蛞蝓，例如天鵝絨蟲。先前的遺傳學研究也發現了緩步動物與蠕蟲和線蟲之間的聯繫。

此研究並不是唯一針對這種微小神獸的研究。幾年前，有一項研究指出，緩步動物基因組中17.5%，也就是大約6000個基因來自於其他物種，大多數屬於細菌或其他微生物，這是一個相當大的比例。儘管我們都有少量的基因通過水平基因轉移的方式（指在差異生物個體之間，或單個細胞內部細胞器之間所進行的遺傳物質的交流）獲得了其他物種的一些基因，但這一比例對於動物而言也是巨大的比例。

「在過去20年里，我一直對這些微小的動物著迷。現在我們終於掌握並開始了解它們的基因組，這真是太好了。」 Blaxter說。研究中所探究的水熊修復DNA和在高溫及輻射條件下保護細胞的機制，可能在組織保存及其他生物技術中有所應用。

撰文 MIKE MCRAE

翻譯 撖靜宜

審校 王妍琳

原文鏈接：

http://www.sciencealert.com/another-look-at-tardigrade-genes-has-revealed-its-closest-relatives

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