抽干水分就能化作活体玻璃的死神克星:水熊虫固有无序蛋白的脱水玻璃化 - biodays
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抽干水分就能化作活体玻璃的死神克星:水熊虫固有无序蛋白的脱水玻璃化

2017 年 3月16日 · 五氧化二磷干燥玻璃真空密闭皿、立式冷冻干燥机与圆二色光谱石英比色杯

摘要

水熊虫在失去97%水分时并不死亡,体内高表达无固定结构的固有无序蛋白,在浓缩失水时自发交联硬化为非晶态生物玻璃包裹酶与核酸免于崩解。

你知道吗?

既然脱水会让蛋白质碎裂,那就索性在水干的一瞬间把自己全身化作一块透明坚固的生物琥珀玻璃。

无论遭遇宇宙真空、强紫外辐射,还是接近绝对零度(-272℃)的深冷,微小的缓步动物“水熊虫”都能化身不死战神。其中最反直觉的神技是“隐生”:即使将其体内的水分活生生抽干到仅存原重的2%-3%,它像一粒干枯灰尘沉睡十几年,只要滴上一滴清水,几十分钟内便能重新蹬动短腿满血复活!

北卡罗来纳大学教堂山分校的布斯比团队在2017年3月的《Molecular Cell》彻底破解了其微观防爆护甲。团队分离出了一类水熊虫特异的“固有无序蛋白(TDPs)”。在水分充足时,这些蛋白完全没有固定折叠构象,像水草一样在细胞质中自由晃荡;然而一旦水分流失、胞内浓度飙升,这群蛋白便开始自发通过两亲性残基发生高密度致密纠缠交联,并在细胞质中快速固化成一层均匀坚硬、无规则晶格的非晶态“生物玻璃”!

这层微观玻璃将周围所有娇贵的蛋白质分子和核酸严丝合缝封存原地,彻底阻断了变性聚集坏死。

来源

paper · Boothby, T. C., et al. (2017). Tardigrades use intrinsically disordered proteins to survive desiccation. Molecular Cell, 65(6), 975-984.

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2017 年 3月16日
PAPER
BIO-C4-41