Vedci nedávno dešifrovali kľúčovú zložku arzenálu superveľmocí tardigrádov, rozlúštili, ako jedinečný proteín v obľúbených obľúbených mikroskopických vodných medveďoch pôsobí ako bariéra proti škodlivému žiareniu.
Aj keď sú malé tardigrady notoricky tvrdé. Môžu počasie v extrémnych podmienkach, ktoré by zabili väčšinu foriem života, vrátane vystavenia mrazu, mrznúcemu teplu a vákuovému a letálnemu žiareniu vesmíru.
Ale aké sú chemické tajomstvá, ktoré prepožičiavajú tardigradovi ich takmer nezraniteľnosť? Na zodpovedanie tejto otázky vedci pozorne sledovali zložku nachádzajúcu sa iba v tardigradoch: tzv. Proteín potlačujúci poškodenie alebo Dsup.
Ochranné sily tohto proteínu sa predtým zistili, že presahujú hranice tardigrad; keď sa pridá do ľudských buniek, Dsup chráni pred poškodením röntgenovými lúčmi. Vedci teraz zistili, ako sa Dsup viaže na chromozómové štruktúry a chráni DNA pred škodlivými účinkami žiarenia, uviedli vedci v novej štúdii.
"Mysleli sme si, že tento fascinujúci proteín v extrémnom organizme by nám mohol povedať niečo nové, čo by sme nezískali z bežných proteínov," uviedol spoluautor štúdie James Kadonaga, profesor oddelenia biologických vied na Kalifornskej univerzite v San Diegu. ,
Aj keď sa tardigrady môžu zdať nezničiteľné, na to, aby boli aktívne a rozmnožované, vyžadujú vodu. V neprítomnosti vody ustúpia do formy pozastavenej animácie zvanej stav tuniaka, ktorá vylučuje vlhkosť z ich tiel a existuje v vysušenej končatine, kým sa nevrátia priaznivejšie podmienky.
Rovnako ako tuny, tardigrades sú nepriepustné pre väčšinu foriem poškodenia a môžu byť dokonca oživené po desaťročiach, možno aj po trávení času na Mesiaci. Po havárii izraelského lunárneho pristávača Beresheet (ktorý nesie užitočné zaťaženie vyschnutých vodných medveďov) 11. apríla počas neúspešného pokusu o vylodenie, mohlo dôjsť k rozptýleniu tisícov tun. Za istých podmienok, keby prežili pristátie zrážok, mohli by sa tieto mrazom sušené tardigrady opäť ožiť, uviedla spoločnosť Live Science.
Zdanlivo nezničiteľné
Niektoré z bielkovín, ktoré umožňujú vysušenie tardigradov po vyschnutí, sa nachádzajú v iných organizmoch, ale Dsup je výhradne pre vodné medvede. A zatiaľ čo predchádzajúce štúdie zistili, že tento proteín spôsobuje, že ľudské bunky sú odolné proti röntgenovému žiareniu, mechanizmy toho, ako Dsup urobil, boli neisté.
V novej štúdii vedci zistili, že Dsup sa viaže na štruktúru nazývanú chromatín, balík, ktorý obsahuje dlhé vlákna DNA v hustom balení, povedal Kadonaga pre Live Science.
„Zistili sme, že sa viaže na chromatín. Potom sme sa opýtali:„ Ako je odolný voči röntgenovým lúčom? “Povedal.
Keď sa bunky kúpia v röntgenových lúčoch, molekuly vody sa rozdelia a vytvoria vysoko reaktívne častice kyslíka a vodíka nazývané hydroxylové radikály; tieto radikály môžu podľa štúdie poškodiť DNA vo vnútri buniek.
„Pomysleli sme si:„ Prečo len neuvidíme, či Dsup dokáže chrániť DNA pred hydroxylovými radikálmi? “ A odpoveď znie áno, môže, “vysvetlil Kadonaga. Vysokoenergetický Dsup má štruktúru podobnú cloudu; Oblak obklopuje chromatínový obal DNA, blokuje hydroxylové radikály a bráni im narušiť bunkovú DNA.
„Teraz, keď vieme, ako to fungovalo, je to odrazový mostík k jeho potenciálnemu použitiu na praktické aplikácie,“ uviedol Kadonaga.
Spojením toho, ako Dsup funguje na stále presnejších úrovniach, ho vedci môžu použiť ako plán na zostavenie ďalších typov proteínov - „lepších verzií Dsup“ - ktoré sú ešte účinnejšie pri ochrane buniek pred poškodením DNA, uviedol Kadonaga. , Tieto nové proteíny sa pravdepodobne nebudú používať na produkciu ľudí odolných voči žiareniu, ale môžu zlepšiť odolnosť kultivovaných buniek, ktoré sa používajú na pestovanie liečiv, dodal.
„Môžete mať odolnejšie bunky, bunky s dlhšou životnosťou. Môže to byť dôvod na vloženie nejakej formy Dsup do tejto bunky,“ povedal.
Zistenia boli publikované online utorok (1. októbra) v časopise eLife.
