细菌的抗辐射菌株的进化揭示了更复杂的突变

一组研究人员着手了解一些生物如何对地球内部的辐射产生抵抗力，而地球本身受到磁场的保护，自然免受太阳辐射。

极端微生物一词已被用来描述一类在极端环境中生存的生物，这些极端环境以前被认为无法维持生命，包括高温或低温，极端压力或酸度水平的地方，以及辐射水平异常高的生物。一种细菌，尤其是放射性双歧球菌(Deinococcus radiodurans)，可以承受对人类致命的辐射水平，是人类的数千倍。

根据Frontiers的一篇文章，由威斯康星大学麦迪逊分校的Michael M. Cox博士领导的研究人员已经决定“让细胞告诉他们” 。他们的研究结果发表在9月22日的微生物学前沿杂志上。

耐辐射性的逐步发展

在他们的研究中，研究人员指出，高剂量的电离辐射可能对大多数生物都是致命的，红外线会通过诱导ROS或活性氧而引起细胞损伤。

从大肠杆菌的天然非耐药性培养开始，研究人员将样品暴露于含有高水平辐射的反复循环中。反复暴露于辐射后，出现了抗辐射种群。

通过全基因组测序可观察到现已抗药性种群的遗传变化，缩小了使细菌对辐射具有抗性的突变范围。

同样来自同一团队的先前研究始于将大肠杆菌群体暴露于电离辐射的50次迭代中。经过十轮左右后，开始出现抗辐射种群，到第五十轮时，该种群揭示了一种遗传特征，其中包含三个特定的突变，使大肠杆菌样品对电离辐射具有抵抗力。这些突变都与负责细菌DNA修复机制的基因有关。

适应新机制以应对不断增加的红外水平

这项新研究通过将细菌暴露于辐射暴露，选择和基因组测序的另外50次迭代中，继续了他们以前的工作。人口的某些部分继续适应不断增加的辐射水平，从而导致新的亚群对IR的抵抗力更强。

在先前的研究中，大肠杆菌的抗辐射性主要归因于研究人员发现的三个突变，而最近的研究揭示了新兴的亚群的新适应策略。在第二组暴露后的大肠杆菌部分显示，他们现在缺少许多基因，而又复制了其他基因。

考克斯指出，在第二组暴露后出现的四个亚群现在正达到与放射性杜鹃球菌相当的抗性水平。他补充说：“事实证明，基因组改变比预期的复杂得多。”

根据实验进化数据和对此事的先前研究，研究人员产生了迄今为止最抗辐射的大肠杆菌培养物。根据研究人员的说法，幸存的大肠杆菌谱系在暴露后50次后的抵抗力比其祖先高100倍。