受極端耐受生物啟發，表達利用天然和設計的極端耐性相關蛋白在人體細胞中表達

極端微生物對抗極端環境的生存策略是近年來的研究熱點之一。2021年12月，麥吉爾大學的科學家從南極洲麥克默多干谷15萬年前的永久凍土層中分離出新型嗜極酵母，發現了它在低溫下可從呼吸作用轉為乙醇發酵適應寒冷。

近日，哈佛大學Wyss生物啟發工程研究所的研究人員，在ACS Synthetic Biology期刊上，在線發表了論文Natural and Designed Proteins Inspired by Extremotolerant Organisms Can Form Condensates and Attenuate Apoptosis in Human Cells。論文指出，許多生物體被置于極端條件下時，能夠存活并成功地恢復到正常生存狀態。出現這種極端耐受行為，部分原因是，生物體面對極端環境啟動自我保護機制，上調蛋白表達，涉及到的蛋白包括重復蛋白、兩親性蛋白質和天然無序蛋白。

其中的保護機制尚不清楚，對此有以下兩種主要假說。

一種假說認為，這些蛋白質中至少有一部分介導了整個細胞內物質的凝膠或玻璃狀狀態的形成，以保護其免受損害。該模型假設這些蛋白質與膜和其他蛋白質雜交，增加細胞內黏度，保護脆弱結構。

另一種假說認為，這些蛋白質形成細胞內相分離的無膜隔室，具有不同的物理參數（此處稱為凝聚物），可劃分關鍵的應力敏感細胞成分。在這些致密的蛋白質結構中，基本成分被隔離并保護免受損害。

兩種假說并不相互排斥。例如，在耐干燥的情況下，持續脫水可能導致相分離的隔室融合，并促進玻璃態材料狀態。

目前，越來越清楚的是生物相分離可能發揮重要作用，且人類細胞可以采用類似的策略在壓力條件下生存。

極端耐受相關蛋白的序列特征可能與哺乳動物的應激耐受途徑有關，包括減少細胞凋亡。……