@ 2018.04.07 , 10:00

美国军方通过研究缓步生物来拯救士兵

美国军方通过研究缓步生物来拯救士兵
credit:123RF

如果你对大自然里的奇异之物感兴趣,你可能已经知道缓步动物了。缓步动物俗称水熊虫,主要生活在淡水的沉渣、潮湿土壤以及苔藓植物的水膜中,少数种类生活在海水的潮间带。有记录的大约有750余种,其中许多种是世界性分布的,在喜马拉雅山脉或深海都可以找到它们的踪影。在一个实验中,没有任何保护措施的缓步动物甚至在太空环境中存活下来了。

这些微小的动物有能力实现不同形式和不同程度的隐生。在这种状态下,当生存条件不利时,它们的代谢活动会减缓到停滞状态,以此来延续自己的寿命。隐生是一种极端的生存技巧,五角大楼希望能够用这种技巧来防止重伤士兵在被送往医院之前就死亡了。这就是为什么美国国防部高级研究计划局(DARPA)最近创建了生物停滞计划(Biostasis program),这是一项利用分子生物学来延长“黄金时刻(受伤后最适合接受治疗的一段时间)”的技术。

DARPA生物停滞计划的主管Tristan McClure-Begley在一封电子邮件中解释道:“生物停滞的重点是如何通过干预分子过程来保持人体的健康,我们这样做的目的是延长治疗病人或者受伤军事人员的时间”。McClure-Begley说到:“我们使用了低温生物学,其中缓步动物是最优秀和最极端的例子之一。我们对已知的隐生生物体在分子水平上进行了观察,然后结合分子药理学、材料化学、肽化学等领域的前沿技术,试图模拟隐生技术”。

2017年3月16日发表在科学期刊《细胞》上的一项研究中指出,缓步生物的隐生能力来自于基因所控制的应激蛋白质,这种蛋白质被称为缓步动物特定的固有无序蛋白(TDPs)。《新科学家》对此有简要的解释:当生物处于危险的境地时,TDPs 会从它们通常的胶状转变为玻璃状;此举降低了细胞的柔韧性,保护它们免受损害。

但目前还不清楚这个过程将如何在人体内复制。因为 DARPA 排除了任何需要改变人类基因组的技术,该机构希望能够研制出一种可以产生类似效果的药物。假设这是可行的,另一个问题是如何把一个受伤的士兵安全地带出战场。因此,这种生物停滞药可能只有一个暂时的效果,或者它的效果最终可以被另一种药物抵消。McClure-Begley说道:“例如,你不能只服用一次阿司匹林,然后就再也不服用了。随着药物在体内被代谢和稀释,其影响会逐渐消失。”

堪萨斯州贝克大学生物系主任、缓步动物专家William R. Miller在一封电子邮件中表示,复制这种生存方式将是一个巨大的挑战,因为人体结构更复杂。对此他说:“想象一下,你走在大厅里,感觉有点干燥,然后立刻萎缩成一团等待湿度回到适宜水平。这听起来有点不切实际,不过也不是没有可能。毕竟在我出生时,我们也还没有太空飞船和自动驾驶汽车。”

本文译自 howstuffworks,由译者 Lough 基于创作共用协议(BY-NC)发布。


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