연구자들은 극한 조건에서 생존할 수 있는 능력으로 알려진 완보동물의 단백질이 인간 세포의 분자 과정을 늦추어 노화 연구 및 세포 저장에 유망한 응용 분야를 제공할 수 있음을 발견했습니다. 이 발견은 인간의 건강을 향상시키고 질병을 치료하는 새로운 기술 개발의 길을 열었습니다.

와이오밍 대학의 연구자들은 완보동물이 극한 상황에서 어떻게 생존하는지에 대한 이해를 발전시켜 인간 세포에서 발현되는 미세한 생물체의 단백질이 분자 과정을 늦출 수 있음을 보여주었습니다.

이로 인해 완보동물 단백질은 노화 과정을 늦추고 인간 세포의 장기 저장에 초점을 맞춘 기술의 잠재적인 후보가 되었습니다.

저널에 발표된 새로운 연구 단백질 과학, 완보동물이 환경적 스트레스 요인에 직면했을 때 정지된 애니메이션에 들어가고 나가기 위해 사용하는 메커니즘을 조사합니다. UW 분자생물학과 조교수인 Thomas Boothby 연구실의 선임 연구 과학자 Silvia Sanchez Martinez가 주도한 이 연구는 완보동물 단백질이 궁극적으로 냉각이 불가능한 사람들에게 생명을 구하는 치료법을 제공하는 데 사용될 수 있다는 추가 증거를 제공합니다. 줄기세포와 같은 세포 기반 치료법의 보관을 강화하는 것입니다.

길이가 0.5mm 미만인 완보동물(물곰이라고도 알려져 있음)은 탈수 상태에서도 완전히 살아남을 수 있습니다. 바로 위까지 얼어붙어 절대 영도 (약 -458도 에프모든 분자 운동이 멈출 때); 화씨 300도 이상으로 가열됩니다. 그는 인간이 견딜 수 있는 수준을 훨씬 넘는 방사선에 수천 번 노출되었습니다. 그리고 진공 상태의 우주 공간에서도 살아남을 수 있습니다.

와이오밍 대학교 수석 연구 과학자 실비아 산체스 마르티네스(왼쪽)와 분자생물학과 조교수인 토마스 부스비(Thomas Boothby)는 완보동물 단백질이 궁극적으로 다음과 같은 사람들에게 생명을 구하는 치료법을 제공하는 데 사용될 수 있다는 추가 증거를 제공하는 새로운 연구를 주도했습니다. 냉각이 불가능합니다. 크레딧: Vindhya Kumara

연구결과 및 향후 방향

위스콘신 대학이 주도한 새로운 연구에 따르면, 그들은 세포 내부에 젤을 형성하고 생명 과정을 늦추는 단백질을 사용하여 생체지속성이라는 정지된 애니메이션 상태에 들어가 생존합니다. 연구 공동 저자는 다음과 같은 기관 출신입니다. 브리스톨대학교 영국에서는 세인트루이스의 워싱턴 대학교, 캘리포니아 대학교-머세드 대학교, 이탈리아 볼로냐 대학교, 네덜란드 암스테르담 대학교 등이 있습니다.

하워드 휴즈 의학 연구소(Howard Hughes Medical Institute)에서 위스콘신 대학교 부스비 연구실에 합류한 산체스-마티네즈(Sanchez-Martinez)가 이 논문의 주요 저자였습니다.

“놀랍게도 이러한 단백질을 인간 세포에 도입하면 완보동물과 마찬가지로 잘못 접혀 신진대사가 느려집니다.”라고 Sanchez-Martinez는 말합니다. “게다가 완보동물과 마찬가지로 이러한 단백질을 함유한 인간 세포를 생체 안정성 상태로 만들면 스트레스에 대한 저항력이 더욱 강해지며 인간 세포에 완보동물의 능력이 부여됩니다.”

중요한 것은 연구에서 전체 과정이 가역적이라는 점을 보여줍니다. “스트레스가 완화되면 느리게 움직이는 젤이 용해되고 인간 세포가 정상적인 신진대사로 돌아갑니다.”라고 Boothby는 말합니다.

연구진은 “우리의 발견은 노화를 늦추고 저장 및 안정성을 향상시키기 위해 세포와 전체 유기체의 생물학적 지속성을 유도하는 데 초점을 맞춘 기술을 추구하는 길을 제공합니다”라고 결론지었습니다.

이전 검색 Boothby 팀은 완보동물 단백질의 천연 및 가공 버전을 사용하여 냉장 보관 없이 혈우병 및 기타 질환을 앓고 있는 사람들을 치료하는 데 사용되는 중요한 약물을 안정화할 수 있음을 보여주었습니다.

탈수 상태에서 생존할 수 있는 완보동물의 능력은 과학자들을 당혹스럽게 만들었습니다. 이 생물체는 정지된 애니메이션 상태에 들어갈 수 있는 능력을 가진 다른 여러 유기체와는 다른 방식으로 생존하기 때문입니다.

참고 자료: S. Sanchez-Martinez, K. Nguyen, S. Biswas, V. Nicholson, A. V. Romanyuk, J. Ramirez, S. Kc, A. Akter, C. Childs, “완보동물의 접착성 조립은 생체 안정성을 자극합니다.” E. K. Mays, E. T. Asher, J. M. Gennell, F. Yu, E. Golub, M. Malferrari, F. Francia, G. Venturoli, E. W. Martin, F. Caporaletti, G. Gibertoni, S. Waterson, S. Sukenick, D. N. Wolfson , A. S. Holhaus. 및 T. C. Boothby, 2024년 3월 19일, 단백질 과학.
도이: 10.1002/pro.4941

이 연구는 다음의 자금을 지원받았습니다. 국립 보건원, NASA 우주생물학 연구소와 미국 국립과학재단.