2024 年 10 月 25 日凌晨，中国科学家在国际顶级学术期刊《科学》上发表了关于水熊虫的研究论文，宣布破解了水熊虫的生存机制，尤其是其耐受超强辐射的关键机制.军事科学院军事医学研究院张令强团队和杨冬团队，联合陕西学前师范学院王立志等国内其他相关研究团队，经过 6 年多潜心研究，发现并成功建立了河南高生熊虫的实验室培养体系，为深入研究提供了基础。

通过绘制水熊虫的高质量基因组图谱，结合转录组、蛋白质组响应辐射的动态变化及关键分子功能和机制研究，全面了解了水熊虫在辐射环境下的基因表达和蛋白质变化。从组学分析得到的 2801 个辐射相关变化基因中，进一步通过分子进化和功能特征分析，将水熊虫的辐射耐受机制归为以下三类。

水熊虫从细菌、真菌、植物中水平转移获得了一些外来基因，赋予了其特殊的抗逆能力。比如其中的 DODA1 基因可通过合成甜菜色素，起到抵抗活性氧的作用，进而增强其抗辐射能力。缓步动物特异蛋白倾向于高度无序，能够通过相分离机制促进 DNA 损伤修复等过程。例如其中的 TDP1 基因，是一种只在水熊虫存在的、可促进断裂 DNA 双链修复的蛋白。与其他门类共有的古老蛋白在水熊虫中具有特殊的辐射响应模式。如 BCS1 基因，编码线粒体分子伴侣蛋白，可保护线粒体免受辐射诱导损伤。

研究人员还发现，将水熊虫中起抗辐射作用的分子转入人源细胞后，可以显著提升人源细胞的抗辐射能力，这一发现为研制人类抵御超强辐射损害的 “金钟罩” 找到了理论依据，在航空航天、医学等领域具有重要潜在应用价值。

水熊虫的身体构造较为特殊，其具有一层厚厚的角质层，这层角质层不仅能够保护它们免受外界物理伤害，还能有效防止水分过度流失，在干燥等恶劣环境中起到关键的保护作用。此外，水熊虫的细胞结构和生理机能也有助于其在极端环境下生存。它们的细胞能够在脱水状态下保持一定的稳定性，并且在重新接触水分后迅速恢复正常功能，这是其能够从隐生状态快速复活的重要生理基础。

水熊虫具有多种隐生形式，以应对不同的恶劣环境条件。除了前面提到的低温隐生、低湿隐生、缺氧隐生、太空辐射隐生外，还有高渗隐生等。在高渗环境中，水熊虫会通过调节自身细胞内的渗透压，使其与外界环境达到平衡，从而避免细胞失水过多而受损。这种多种隐生形式的存在，使得水熊虫能够在各种极端环境变化中找到生存的机会，极大地增强了其在地球上不同生态环境中的适应性。

水熊虫的基因中存在一些特殊的保护和修复机制，使其能够更好地应对极端环境对遗传物质的损伤。一方面，其细胞内具有高效的抗氧化系统，可以清除因辐射、高温等因素产生的活性氧自由基，减少这些有害物质对 DNA 的攻击。另一方面，水熊虫在遭受 DNA 损伤时，能够快速启动一系列的修复机制，如核苷酸切除修复、碱基切除修复等，准确地识别和修复受损的 DNA 片段，确保遗传信息的完整性和稳定性，从而维持其正常的生命活动和生存能力。

水熊虫在正常环境下的新陈代谢速度相对较慢，这意味着它们对能量和物质的需求较低。在进入隐生状态时，其新陈代谢更是会降低到极低水平，几乎接近于停止。这种缓慢的新陈代谢使得水熊虫能够在缺乏食物和水分等资源的情况下，长时间维持生命活动。例如，在隐生状态下，它们可以不吃不喝存活数年甚至数十年，等到环境条件适宜时再恢复正常的新陈代谢和生命活动。

水熊虫可能与一些微生物存在共生关系，这些微生物在一定程度上也有助于水熊虫增强其生存能力。例如，某些共生细菌可能能够帮助水熊虫分解复杂的有机物质，提供额外的营养来源；或者在抵御外界病原体入侵时发挥一定的作用，增强水熊虫的免疫防御能力。这种共生关系是水熊虫在长期的生存演化过程中形成的一种适应性策略，进一步丰富了其生存的生态位和资源利用方式。