中新網(wǎng)北京12月6日電 (記者 孫自法)施普林格·自然旗下學(xué)術(shù)期刊《自然-通訊》最新發(fā)表中國(guó)科學(xué)家合作完成的一篇生物化學(xué)模型研究論文顯示，原始地球上可能存在過(guò)含抗伽馬(γ)射線輻射的錳抗氧化物的細(xì)胞樣結(jié)構(gòu)，讓早期生命得以演化，這一研究結(jié)果有助于人們理解地球上這些早期細(xì)胞如何在演化中保護(hù)自身免受輻射損傷。

　　據(jù)北京時(shí)間12月6日凌晨上線的這篇論文介紹，最早的細(xì)胞被稱為原始細(xì)胞，它們被認(rèn)為可能出現(xiàn)在早期地球的極端條件下，而已知當(dāng)時(shí)的輻射遠(yuǎn)高于當(dāng)前水平。然而，尚不清楚這些原始細(xì)胞如何不被輻射破壞——輻射會(huì)產(chǎn)生破壞生物分子的活性氧自由基。此前研究表明，耐輻射奇球菌(Deinococcus radiodurans)中的多聚磷酸鹽，即許多磷酸鹽殘基組成的長(zhǎng)鏈聚合物，其代謝物與錳離子形成的復(fù)合物能抵抗氧化應(yīng)激。

　　在本次研究中，浙江大學(xué)教授田兵、周如鴻、華躍進(jìn)和中國(guó)科學(xué)院化學(xué)研究所研究員喬燕作為論文共同通訊作者，與合作者一起研究并提出了一個(gè)由多聚磷酸鹽-錳凝聚態(tài)液滴、多聚磷酸鹽-寡肽凝聚態(tài)液滴兩種液滴組裝而成的抗輻射原始細(xì)胞模型。他們將多聚磷酸鹽-錳凝聚態(tài)液滴、多聚磷酸鹽-寡肽凝聚態(tài)液滴分別暴露在原始地球上可能存在的高水平伽馬輻射下，研究發(fā)現(xiàn)多聚磷酸鹽-錳凝聚態(tài)液滴完好無(wú)損，能保護(hù)募集的蛋白，而多聚磷酸鹽-寡肽凝聚態(tài)液滴則被破壞。

　　他們進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，招募了DNA的多聚磷酸鹽-寡肽凝聚態(tài)液滴能夠與多聚磷酸鹽-錳凝聚態(tài)液滴融合形成一種具有多相結(jié)構(gòu)的原始細(xì)胞，輻射條件下該原始細(xì)胞能有效地維持其形態(tài)并保護(hù)其中的多聚磷酸鹽-寡肽-DNA凝聚態(tài)液滴(“類細(xì)胞核”)，也保護(hù)了胞內(nèi)的核酸和蛋白質(zhì)免遭輻射產(chǎn)生的活性氧損傷。

　　研究團(tuán)隊(duì)認(rèn)為，該原始細(xì)胞抗輻射機(jī)制是由于其內(nèi)部的錳離子和游離的磷酸鹽及短肽形成的錳-小分子抗氧化物，能高效地清除活性氧自由基。

　　田兵教授總結(jié)表示，他們最新完成的這項(xiàng)研究，提供了一種原始細(xì)胞模型和適應(yīng)輻射環(huán)境的可能機(jī)制，有助于解釋原始細(xì)胞在極端環(huán)境出現(xiàn)及演化的過(guò)程。同時(shí)，該原始(人工)細(xì)胞也在合成生物學(xué)生物反應(yīng)器或藥物遞送系統(tǒng)等方面具有廣泛價(jià)值。(完)