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含抗伽馬(γ)射線輻射的錳抗氧化物的細胞樣結(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胞如何在演化中保護自身免受輻射損傷。

　　據(jù)北京時間12月6日凌晨上線的這篇論文介紹，最早的細胞被稱為原始細胞，它們被認為可能出現(xiàn)在早期地球的極端條件下，而已知當時的輻射遠高于當前水平。然而，尚不清楚這些原始細胞如何不被輻射破壞——輻射會產(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、華躍進和中國科學(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)液滴完好無損，能保護募集的蛋白，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)的原始細胞，輻射條件下該原始細胞能有效地維持其形態(tài)并保護其中的多聚磷酸鹽-寡肽-DNA凝聚態(tài)液滴(“類細胞核”)，也保護了胞內(nèi)的核酸和蛋白質(zhì)免遭輻射產(chǎn)生的活性氧損傷。

　　研究團隊認為，該原始細胞抗輻射機制是由于其內(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研究，提供了一種原始細胞模型和適應(yīng)輻射環(huán)境的可能機制，有助于解釋原始細胞在極端環(huán)境出現(xiàn)及演化的過程。同時，該原始(人工)細胞也在合成生物學(xué)生物反應(yīng)器或藥物遞送系統(tǒng)等方面具有廣泛價值。(完)