Znanstveniki so pred kratkim razvozlali ključno sestavino arsenala nadčloveških tardigradov in razkrili, kako edinstven protein v najljubši mikroskopski vodi vsakogar deluje kot ovira pred škodljivimi sevanji.
Čeprav so drobni, so tardigradi zmerno težki. Lahko preživijo ekstremne razmere, ki bi ubile večino življenskih oblik, vključno z izpostavljenostjo mrazu, zamrznitvi toplote ter vakuumu in smrtonosnemu sevanju prostora.
Toda kakšne so kemijske skrivnosti, ki posojajo tardigradnost njihove skoraj neranljivosti? Da bi odgovorili na to vprašanje, so raziskovalci natančno pokukali na spojino, ki jo najdemo le v tardigradih: tako imenovani protein, ki zavira škodo, ali Dsup.
Zaščitne moči tega proteina so bile že prej razširjene preko tardigradov; Dsup, ko ga dodamo človeškim celicam, ščiti pred poškodbami zaradi rentgenskih žarkov. In zdaj so znanstveniki odkrili, kako se Dsup veže na kromosomske strukture in ščiti DNK pred škodljivimi vplivi sevanja, so poročali raziskovalci v novi raziskavi.
"Mislili smo, da nam lahko ta očarljiv protein v ekstremnem organizmu pove nekaj novega, česar ne bomo dobili iz običajnih beljakovin," je dejal soavtor študije James Kadonaga, profesor na Oddelku za biološke vede na kalifornijski univerzi v San Diegu .
Čeprav se tardigradi morda zdijo neuničljivi, potrebujejo vodo, da so aktivni in se razmnožujejo. V odsotnosti vode se umaknejo v obliko suspendirane animacije, imenovano stanje stanja, ki iz telesa odvaja vlago in obstaja v izsušenem okončini, dokler se ne vrnejo bolj gostoljubni pogoji.
Tardigradi kot tuni ne vplivajo na večino oblik škode in jih lahko celo oživijo po desetletjih, po možnosti tudi po preživljanju časa na Luni. Na tisoče ulovov je bilo morda raztresenih po lunini površini, potem ko se je izraelski lunar Beresheet (ki je nosil poln tok izsušenih vodnih medvedov) 11. aprila med neuspelim poskusom pristanka strmoglavil. Pod določenimi pogoji bi lahko, če bi preživeli pristanek pred nesrečo, tisti zmrznjeni tardigradi še vedno zaživeli, je še prej poročala Live Science.
Na videz neuničljiv
Nekaj beljakovin, ki omogočajo oživitev tardigradov, potem ko jih izsušimo, najdemo v drugih organizmih, Dsup pa je izključno za vodne medvede. In medtem ko so prejšnje študije odkrile, da so zaradi tega beljakovine človeške celice odporne proti rentgenskemu sevanju, mehanizmi, kako je Dsup to storil, pa so negotovi.
V novi raziskavi so raziskovalci odkrili, da se Dsup veže na strukturo, imenovano kromatin, paket, ki ima v celici dolge niti DNK v gosto embalažo, je povedal Kadonaga za Live Science.
"Ugotovili smo, da se veže na kromatin. Nato smo vprašali:" Kako je odporen na rentgenske žarke? "" Je dejal.
Ko se celice kopajo v rentgenskih žarkih, se molekule vode cepijo in tvorijo visoko reaktivne delce kisika in vodika, imenovane hidroksilni radikali; ti radikali lahko poškodujejo DNK znotraj celic, navaja študija.
"Mislili smo:" Zakaj ne bi samo videli, ali lahko Dsup zaščiti DNK pred hidroksilnimi ostanki? " In odgovor je pritrdilen, lahko, «je pojasnil Kadonaga. Visokoenergijski Dsup ima strukturo v oblaku; oblak obdaja kromatinova ovojnica DNK, ki blokira hidroksilne radikale in jim preprečuje, da bi motili celično DNK, poročali so raziskovalci.
"Zdaj ko vemo, kako je to delovalo, je to odskočna deska, da bi jo potencialno lahko uporabili za praktične aplikacije," je dejal Kadonaga.
Znanstveniki lahko s tem, ko skupaj določijo, kako deluje Dsup na vedno natančnejših nivojih, uporabijo kot načrt za gradnjo drugih vrst beljakovin - "boljših različic Dsupa" - ki so še učinkovitejše pri zaščiti celic pred poškodbami DNK, je dejal Kadonaga . Te nove beljakovine verjetno ne bodo uporabljali za proizvodnjo ljudi, odpornih proti sevanju, vendar bi lahko izboljšali trdoto gojenih celic, ki se uporabljajo za gojenje farmacevtskih zdravil, je dodal.
"Imate lahko trajnejše celice, daljše žive celice. Mogoče bi bilo, če bi v to celico vnesli kakšno obliko Dsupa," je dejal.
Ugotovitve so bile objavljene na spletu v torek (1. oktobra) v reviji eLife.
