研究人員研究了一種緩步動物蛋白質，CAHSD，它在人體細胞中變成一種凝膠狀物質。
科學家們一直對緩步動物抵禦幹燥的能力感到困惑，因為它們表現出的行為似乎與其他幾種可以進入生物停滯或假死狀態的生物體不同。
一項新的研究表明，在以堅不可摧著稱的彈性緩步動物身上發現的蛋白質，可能有望成為減緩人類衰老過程的關鍵成分。
緩步動物，也被稱為水熊，是一種不到半毫米長的微小動物。它們可以承受極端溫度，甚至是太空的真空。
懷俄明大學的研究人員加深了他們對緩步動物如何忍受惡劣環境的理解。他們證明了這些微生物的蛋白質在被引入人類細胞時可以減緩分子過程。
這項研究的細節發表在【蛋白質科學】雜誌上。
關註緩步動物蛋白質
緩步動物是一種微小的生物體，能夠透過變形為脫水的球體並幾乎停止新陳代謝來忍受惡劣的環境。研究人員表示，它們在幹燥時依靠自然失調的CAHS蛋白質生存。這些蛋白質使它們能夠生存，並防止實驗室環境和其他生物體中幹燥引起的破壞。
這些生物體還能承受完全幹燥、被冷凍到絕對零度以上(零下458華氏度，此時所有分子運動停止)、被加熱到高於300華氏度的溫度，以及暴露在比人類能承受的輻射高出數千倍的環境中。
這項研究著眼於緩步動物在受到環境壓力時進入和結束休眠的過程。科學家們特別檢查了CAHS D，這是一種緩步動物蛋白質，當它被引入人類細胞時，會采用一種凝膠狀的形式。
研究小組註意到，當存在滲透壓力時，CAHS D會在生物體內形成纖維網絡。這些纖維網絡有助於細胞在受到環境變化的沖擊時存活下來。這些纖維會發生兩件重要的事情：它們阻止細胞改變大小，並在沖擊期間減緩細胞使用能量的速度。
華盛頓大學實驗室成員、該研究的主要作者山齊士-馬天妮絲在一份聲明中說：「令人驚訝的是，當我們把這些蛋白質引入人體細胞時，它們凝膠並減緩新陳代謝，就像在緩步動物身上一樣。此外，就像緩步動物一樣，當你把含有這些蛋白質的人體細胞置於生物停滯狀態時，它們對壓力的抵抗力會增強，將一些緩步動物的能力賦予人體細胞。」
可逆過程
在更關鍵的發現中，該團隊還證明了整個過程是可逆的。一旦壓力減輕，緩步動物形成的凝膠就會溶解，人體細胞就會恢復正常的新陳代謝。
研究團隊表示：「我們的發現為追求以誘導細胞甚至整個生物體的生物穩態為中心的技術提供了一條途徑，以減緩衰老，提高儲存和穩定性。」
該團隊先前的研究表明，血友病患者和其他疾病患者的一種基本藥物可以使用天然和合成的緩步動物蛋白質進行保存。值得註意的是，穩定不需要冷藏。
研究人員聲稱，這項研究為緩步動物蛋白質的證據提供了補充，表明有一天可能會被用來改善幹細胞等細胞療法的保存，並使沒有冷藏器材的地區患者能夠獲得救命的藥物。
緩步動物是透過誘導生物停滯來生存的微小動物。為了在幹燥中生存，緩步動物依賴於本質上無序的CAHS蛋白質，這些蛋白質也可以在體外和異種系統中防止幹燥引起的幹擾。研究表明，CAHS蛋白質在體外和體內都能形成凝膠，這被推測與它們的保護能力有關。然而，凝膠形成的序列特征和機制以及凝膠化保護的必要性尚未得到證明。本文報道了CAHS D的纖維化和凝膠化機制，該機制類似於中間絲組裝。我們發現，體外凝膠限制了分子運動，使不穩定材料固定並保護其免受幹燥的有害影響。在體內，我們觀察到CAHS D在滲透脅迫下形成纖維狀網絡。CAHS D的纖維狀網絡改善了滲透性休克細胞的生存。我們觀察到與纖維化相關的兩個新出現的特性：(i)防止細胞體積變化和(ii)滲透性休克期間代謝活性的降低。我們發現，細胞體積的維持與生存之間沒有顯著的相關性，而代謝的降低與生存之間存在顯著的相關性。重要的是，CAHS D的纖維網絡形成是可逆的，代謝率在CAHS纖維分解後恢復到控制水平。這項工作為緩步動物如何透過不穩定的CAHS凝膠的自組裝誘導可逆的生物停滯提供了見解。
