缓步动物热溶性蛋白的独有特性及其在极端环境适应中的功能

缓步动物（tardigrades，俗称水熊虫（water bear））等一些低等动物可在干燥、低温、低压等极端条件下长期生存。这种超常的生存能力依赖于细胞在大幅度脱水后，进入一种叫做隐生（cryptobiosis）的特殊状态，使细胞脱水、身体萎缩并停止新陈代谢，从而可以允许动物在极端条件下生存多年。当环境好转时，处于隐生状态的细胞或者身体又可以再次吸收水份进行复苏。缓步动物中有着多种独特的内在无序蛋白质（intrinsic disorder protein），统称为热溶性蛋白质。这些热溶性蛋白质在细胞脱水过程中构象发生重要变化，可对液态水进行固定，从而起到了重要的细胞保护作用。对此类蛋白质的性质研究尚处于初期阶段，缺乏深入的机理性研究。本文简要总结了缓步动物中特有热溶性蛋白质的序列特征、理化性质，及其潜在的生物功能与机制。同时讨论了这些热溶性蛋白质在高等动物细胞对低温、低氧等极端环境适应中的可能应用。人类细胞在极端环境中的隐生和可逆复苏，将在医学领域和未来宇宙探索与星际移民中有极其重要的用途。