水熊,俗称水熊虫,它们不是熊,也不是虫,而是一种缓步动物。这种被人们称为“地球最强生物”的物种,身长不到0.5毫米,却能承受℃的高温和-℃的低温,能在倍正常大气压的环境下生存,能承受戈瑞的辐射强度,连原子弹的辐射都杀不死它们,有人说除非地球彻底消亡,否则这种生物永远不会灭绝。
强者无敌,若强者为我所用,必定能给我们带来无限的好处,这不,来自美国怀俄明州大学的研究人员对水熊虫如何在极端条件下生存的研究取得了重大突破,最终可能为难以提供制冷条件的地区的人们提供挽救生命的治疗方法。
分子生物学助理教授托马斯·布斯比(ThomasBoothby)及其同事已经证明,即使在高温和其他极端条件下,天然和工程版本的水熊虫蛋白也可以用来稳定一种用于治疗血友病和其他疾病的重要药物,而无需冷藏。他们的新研究发表在《科学报告》(ScientificReports)上。
被称为人类凝血因子VIII的药物是一种用于治疗遗传疾病和极端出血的重要治疗药物。尽管因子VIII对治疗患者至关重要且有效,但它有一个严重的缺点,即它天生就不稳定。这种生物因子需要在精确的温度下保存,如果温度稍微高一点或低一点,它就被自行分解。
布斯比教授说:“在欠发达地区,在自然灾害期间、太空飞行期间或战场上,冰箱和冰柜的供应以及运行这一基础设施的充足电力可能会短缺。这通常意味着因子VIII在这些条件下很难得到供应。”
“我们的工作提供了一个原理证明,即我们可以使用水熊虫的蛋白质,在室温甚至更高温度下稳定因子VIII,以及可能的许多其他药物,使其处于稳定、干燥的状态,从而为世界各地的每个人提供关键的救命药物。”
水熊虫身长不到半毫米,可以在完全没有水的情况下生存,甚至在被冻结至接近绝对零度一段时间后恢复到常温,仍然可以复活,还有人用远远超出人类承受能力的强辐射对其进行了几千次的照射,它们依旧安然无恙,甚至,它们还可以在外太空的真空环境下生存下来。水熊虫能做到这一点,部分原因是它们的身体可以制造一种名为海藻糖的趟,还有一种名为CAHSD的蛋白质。
海藻糖在此前的很多研究中被认为可以为植物或动物提供极端的缺水承受能力,而人们对CAHSD这种蛋白质的了解还不够深入。布斯比教授和他的同事在实验室条件下对海藻糖和CAHSD的含量进行了微调,以稳定因子VIII,并指出CAHSD最适合用于保存因子VIII。这种稳定性使因子VIII能够在无需冷藏的条件下使用,包括反复脱水、酷热和长期干燥储存。
研究人员认为,含有活生物体或从活生物体中提取的其他生物制剂也可以做同样的事情,如疫苗、抗体、干细胞、血液和血液制品。
布斯比教授说:“这项研究表明,干保存方法可以有效地保护生物制品,为稳定救命药物提供了一种方便、逻辑简单且经济可行的方法。这不仅有利于世界偏远或发展中地区的全球卫生倡议,也有利于促进安全和生产性的太空经济,太空经济将依赖于新技术,打破我们对冷藏储存药品、食品和其他生物分子的依赖。”
布斯比教授和其他研究人员希望他们的发现也能应用于解决其他社会和全球健康问题,包括缺水问题。例如,他们的工作可能会带来更好的方法来生产能够应对恶劣环境的工程作物。