Deinococcus radiodurans，也被科学家称为“细菌柯南”，可以在显微镜下看到

一种名为 Deinococcus radiodurans 的细菌，因其能够在最严酷的极端环境中生存而被昵称为“柯南细菌”，可以承受比杀死人类的辐射剂量大 28,000 倍的辐射剂量——其成功的秘诀植根于抗氧化剂。

现在，科学家们揭示了这种抗氧化剂的工作原理，开启了它可以用于保护人类健康的可能性，无论是在地球上还是在未来探索它之外的人。

抗氧化剂由一组称为代谢物的简单小分子形成，包括锰、磷酸盐和氨基酸的小肽或分子。

根据周一发表在《美国国家科学院院刊》（Proceedings of the National Academy of Sciences）上的一项新研究，这三部曲加在一起，在防辐射方面比锰与其他成分中的一种结合更有效。

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据研究作者称，这些发现可用于保护宇航员在未来穿越太阳系的深空任务中免受高剂量的宇宙辐射。

“我们早就知道锰离子和磷酸盐一起构成一种强大的抗氧化剂，但发现和理解添加第三种成分提供的'神奇'效力是一项突破。这项研究为理解为什么这种组合是一种如此强大且有前途的放射防护剂提供了关键，“该研究的合著者、西北大学温伯格文理学院的 Charles E. 和 Emma H. Morrison 化学教授兼分子生物科学教授 Brian Hoffman 在一份声明中说。

揭开抗氧化剂的秘密

先前的研究表明，Deinococcus 被称为吉尼斯世界纪录中最耐辐射的生命形式，可以在国际空间站外存活三年。顽强的细菌还可以承受酸、寒冷和脱水。

霍夫曼和健康科学统一服务大学病理学教授迈克利·戴利 （Michaely Daly） 也证明了这种细菌令人难以置信的生存能力。两人与一组研究人员合著的 2022 年 10 月报告显示，如果火星上曾经存在 Deinococcus，这些冷冻微生物可能已经存活了数百万年。

在之前的研究中，该团队测量了细菌细胞中锰抗氧化剂的含量。研究人员发现，微生物可以存活的辐射量与其锰抗氧化剂的量直接相关。因此，存在的锰抗氧化剂越多，对辐射的抵抗力就越强。

干燥和冷冻后，Deinococcus radiodurans 可以在 140,000 个戈瑞或 X 射线和伽马射线辐射单位中存活，这比可能杀死一个人的辐射量大 28,000 倍。

在最新的研究中，Hoffman、Daly 和他们的同事使用了 MDP，即褪黑激素衍生的保护剂，这是一种合成抗氧化剂，灵感来自 Daly 设计的 Deinococcus radiodurans。这种抗氧化剂已用于辐射灭活多价疫苗，这些疫苗依靠辐射来关闭衣原体等病原体。戴利多年来一直研究 Deinococcus radiodurans，他也是美国国家科学院行星保护委员会的成员。

研究小组分析了 MDP 的活性成分（包括锰、磷酸盐和一种称为 DP1 的肽）如何保护细胞和蛋白质免受辐射照射。当肽和磷酸盐与锰结合时，它们会产生三元或三元复合物，这种复合物在防止辐射方面非常有效。Hoffman 说，MDP 中的代谢物共同创造了一种“秘密酱汁”。

法国奥尔良大学外生生物学主席 Tetyana Milojevic 博士表示，这项研究为代谢物如何形成辐射防护罩提供了新的见解，并可能在未来得到增强。Tetyana 没有参与这项研究。

“这种对 MDP 的新理解可能会导致开发更有效的锰基抗氧化剂，用于医疗保健、工业、国防和太空探索，”戴利说。

戴利指出，执行深空任务的宇航员将受到高水平的辐射，主要来自穿过宇宙的高能粒子，称为宇宙射线。

“MDP 是一种简单、经济高效、无毒且高效的放射防护剂，可以口服给药以减轻这些太空辐射风险，”他说。

在地球上，这种抗氧化剂可用于防止释放辐射的事故。

霍夫曼说，现在，该团队很想知道 Deinococcus 抗氧化剂背后的这种三重复合物是否存在于其他生物体的细胞中，如果是这样，它们是否可能负责其中的抗辐射性。

发布于：黑龙江省