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挑战主流观点的新发现:抗辐射能力源于对蛋白的保护
【字体: 大 中 小 】 时间:2007年03月22日 来源:生物通
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生物通报道:在大多数细菌无力抵抗X射线照射的形式下,有些细菌却能吸收大量的离子辐射而不受影响。之前,大多数研究人员认为这种不平衡与细菌对其DNA的保护机制有关,最新研究结果显示,这种不平衡的决定因素是细菌对其蛋白的保护机制。这种挑战传统认识的新发现,为清除辐射物和研发安全模式的辐射治疗提供了参考。
生物通报道:在大多数细菌无力抵抗X射线照射的形式下,有些细菌却能吸收大量的离子辐射而不受影响。之前,大多数研究人员认为这种不平衡与细菌对其DNA的保护机制有关,最新研究结果显示,这种不平衡的决定因素是细菌对其蛋白的保护机制。这种挑战传统认识的新发现,为清除辐射物和研发安全模式的辐射治疗提供了参考。
如果要评细菌世界的“超人”,非耐辐射球菌(Deinococcus radiodurans)莫属,单从其拉丁名—— “抵挡辐射的神奇浆果”就可看出一二。此菌能够在10,000 Grays (Gy)剂量下存活——这种水平的辐射,其它细菌和大多数细胞必死无疑(人类最多抵挡10Gy)。D.radiodurans是怎样成为抗辐射英雄的呢?美国军队卫生服务大学(Uniformed Services University of the Health Sciences)辐射生物学家Michael Daly说,辐射对所有细菌的DNA的损伤程度都是相同的,因此这种超级细菌一定是保护了其它性命攸关的系统。
在此之前,Daly发现D.radiodurans的DNA修复系统的蛋白比那些对辐射敏感的细菌的DNA修复系统的蛋白,工作效率要高很多。他推测不同之处在于金属锰。抗性菌金属锰的含量是敏感菌金属锰的含量的300倍。此次研究中,Daly小组检测锰清除辐射引起的破坏性自由氧的作用,发现D.radioduran中一种以锰为基础的化合物会抑制损伤蛋白的自由基,但会抑制损伤染色体DNA的自由基。“敏感菌中,蛋白比DNA对辐射更敏感,”Daly说,“如果你能够保护蛋白不受辐射损伤,那就为康复提供了一个好的基础。”研究结果刊登于四月《PLoS Biology》。
研究小组提纯锰复合物,希望找到一种将此复合物递送到其它类型细胞中的方法,比如生物恢复法研究人员有可能将其加入到微生物中,以更好地清除含有辐射性物质的有毒废物。Daly希望此复合物也能提高人类细胞的抗辐射能力,帮助接受放疗的患者恢复健康。
“此观点与对细菌抗辐射能力的主流认识截然不同,”路易斯安娜大学微生物学家John Battista说。尽管还要做更多的验证,Battista认为该研究提示“其他人在寻找辐射抵抗能力的答案时选择了错误靶标。”洛克菲勒大学微生物学家David Thaler建议,锰可能有改善特定蛋白的修复辐射DNA能力的第二种作用。研究已证实,金属能够提高酶修复受损染色体的能力,D.radioduran中的高水平金属离子赋予细胞关键的推进作用。(生物通记者 小粥)