超強抗輻射細菌的秘密解開：全新抗氧化劑有望保護人類

科學家揭開了極端抗輻射細菌 Deinococcus radiodurans 的生存秘密，並基於此發現設計出強效抗氧化劑「MDP」，未來有望應用於太空探索和輻射防護。

Deinococcus radiodurans 能承受比人類致死劑量高出數千倍的輻射，這歸功於其體內簡單代謝物與錳離子結合形成的強效抗氧化劑。在最新研究中，西北大學的布萊恩·霍夫曼教授團隊發現，MDP 是由錳離子、磷酸鹽和一種小肽組成的三元複合體，這三者的組合能提供比單獨成分更強大的輻射保護效果。

細菌耐輻射極限是人類的 2萬8000 倍

(A) DP1 與 Pi 和 Mn²⁺ 的滴定實驗:3 mM DP1（黑色）先與 25 mM 磷酸鹽（Pi，紅色）結合，接著逐步加入 250 μM 和 500 μM 的錳離子（Mn²⁺，藍色），顯示配體之間的變化。 (B) DP1<u>Mn 與 Pi 的滴定實驗:3 mM DP1 加入 500 μM Mn²⁺（粉紅色）形成 DP1</u>Mn 複合體，然後逐步滴定 7.6 mM、22 mM 和 35 mM 磷酸鹽（Pi，藍色），觀察 His3-σ2 質子信號變化，顯示配體之間的交互作用。（圖／《美國國家科學院院刊》） — (A) DP1 與 Pi 和 Mn²⁺ 的滴定實驗:3 mM DP1（黑色）先與 25 mM 磷酸鹽（Pi，紅色）結合，接著逐步加入 250 μM 和 500 μM 的錳離子（Mn²⁺，藍色），顯示配體之間的變化。 (B) DP1Mn 與 Pi 的滴定實驗:3 mM DP1 加入 500 μM Mn²⁺（粉紅色）形成 DP1Mn 複合體，然後逐步滴定 7.6 mM、22 mM 和 35 mM 磷酸鹽（Pi，藍色），觀察 His3-σ2 質子信號變化，顯示配體之間的交互作用。（圖／《美國國家科學院院刊》）

研究顯示，MDP 可有效清除自由基，保護細胞和蛋白質免受輻射傷害。這一發現不僅解釋了 D. radiodurans 的驚人抗輻射能力，還為人類量身打造新型輻射防護劑提供了可能，未來可應用於深空任務、輻射緊急應對，以及研發輻射滅活疫苗。

該研究同時驗證了細菌的耐輻射極限：在乾燥和冷凍條件下，D. radiodurans 可承受 14 萬戈雷（符號：Gy或㏉）的輻射劑量，是人類致死劑量的 28,000 倍。這項發現甚至暗示，若火星地下存在休眠微生物，它們或許能抵禦宇宙輻射存活至今。

「MDP 的發現是一項重大突破，我們首次了解這種三元複合體的強大效能，未來有望開發更高效的錳基抗氧化劑，應用於醫療、工業、國防及太空探索，」霍夫曼教授表示。

這項研究發表於《美國國家科學院院刊》（PNAS）。

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首圖來源：USU / Michael Daly (CC BY 4.0)

圖片來源：Proceedings of the National Academy of Sciences (CC BY 4.0)

參考論文：
The ternary complex of Mn2+, synthetic decapeptide DP1 (DEHGTAVMLK), and orthophosphate is a superb antioxidantProceedings of the National Academy of Sciences

延伸閱讀：
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細菌耐輻射極限是人類的 2萬8000 倍

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