水熊虫，是缓步动物的俗称，是一种广泛分布的微小无脊椎动物，可耐受超强辐射、极端干燥、高/低温等多种极端环境。本研究团队采集、鉴定了一种新的高生属水熊虫，命名为河南高生熊虫（Hypsibius Henanensis, Hh），建立了实验室培养体系，随后产出国际上第一套有完善注释的染色体水平高质量水熊虫基因组图谱（112.6M，注释得到14701个编码蛋白的基因，均匀分布于6条染色体）。为探索Hh超强辐射耐受机制，我们利用200 和2000 Gy的12C6+重离子照射并进行转录组和蛋白质组检测，分析得到2801个差异基因。进一步结合分子进化和功能特征分析，将Hh辐射耐受机制归为三类：（1）从细菌、真菌、植物水平转移而来的基因（HTG），赋予其特殊抗逆能力。共鉴定到75个高可信的HTG，其中从蛭弧菌水平转移而来的多巴双加氧酶基因DODA1上调水平最高。DODA1蛋白可催化合成甜菜色素（具有清除氧自由基的能力），从而赋予Hh辐射抗性。（2）Hh基因组中约30%的基因是缓步动物特异的，缓步动物特异蛋白（尤其是辐照后上调的）倾向于高度无序，进一步筛选到缓步动物特异的无序蛋白TRID1，可通过相分离机制促进DNA损伤修复。（3）与其它门类共有的古老蛋白在水熊虫中具有特殊的辐照响应模式。例如：线粒体呼吸链复合物组装蛋白BCS1基因在多种水熊虫基因组中发生了普遍扩张，并且线粒体呼吸链复合物组装蛋白BCS1和NDUFB8在辐照后表达明显上调（而在其它动物中辐照后这两种蛋白表达水平无明显变化），动员生成大量NAD+促进DNA损伤修复。上述在水熊虫中发挥抗辐射作用的分子转入人源细胞中后，可以显著提升人源细胞的抗辐射能力，这提示它们具有重要潜在应用前景。该成果发表于Science，同日被Nature报道。

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