水熊蟲面對極端壓力所向披靡，科學家發現精確分子機制

地表最強生物水熊蟲為何在各種極端環境近乎無敵？科學家最近發現水熊蟲體內有個「化學開關」，可以讓牠們進入假死可逆休眠狀態，靜待合適時機甦醒。

眾所周知，俗稱水熊蟲的緩步動物（Tardigrades）能承受極端酷熱、寒冷、乾燥、高劑量輻射、低氧等各種環境，進入稱為「tun」的脫水狀態後，本來就已很小隻的水熊蟲會繼續縮到原尺寸三分之一，在新陳代謝極其緩慢的休眠狀態（隱生）下不問世事存活很長時間，等到哪天醒來再恢復正常活動。

雖然早期研究已揭開水熊蟲進入假死狀態的生物過程，但觸發此狀態原因仍是個謎。

現在，北卡羅萊納大學教堂山分校、馬歇爾大學研究人員確定了緩步動物轉變狀態的精確分子開關，究竟是什麼機制使水熊蟲面臨極端壓力能打開近乎無敵的防護罩？

研究人員將水熊蟲 Hypsibius exemplaris 物種暴露在零下 80℃、高過氧化氫、強鹽溶液等極端條件下引發 tun 轉變，發現活性氧（ROS）發出可逆氧化的半胱氨酸（Cysteine）訊號，是水熊蟲打開、關閉 tun 狀態能力的化學關鍵。

ROS 是一組不穩定含氧化學物質，當處於極端條件，緩步動物的細胞內累積自由基、從其他原子竊取電子，一般來說自由基會引起大量氧化應激（oxidative stress）反應，但對水熊蟲來說卻是觸發脫水，即低濕隱生（Anhydrobiosis）狀態；環境回復正常條件後，此過程就會逆轉，水熊蟲將收到可安全恢復原本功能齊全狀態的分子訊息。

研究人員若阻斷水熊蟲體內的半胱氨酸，就會使牠們無法進入休眠狀態，揭示氧自由基與這種氨基酸「開關」之間的重要相互作用。

並非所有已知物種都會經歷 tun 狀態，且此研究僅基於一種緩步動物，或許牠們還有其他策略可以忍受惡劣生活條件，但這項發現能替這種神奇動物提供新的研究途徑。

新論文發表在《PLOS One》期刊。

• Near-Invincible Tardigrades Have a Secret Chemical Weapon
• We may know what makes tardigrades so darn tough
• We finally know just how tardigrades are all but invincible under stress

（首圖來源：shutterstock）