Zinātnieki nesen atšifrēja galveno sastāvdaļu tardigrādu lielvalstu arsenālā, atklājot, kā unikāls proteīns visiem iecienītajos mikroskopiskajos ūdens lāčos darbojas kā barjera pret kaitīgu starojumu.
Lai arī tardigrādes ir niecīgas, tās ir ļoti smagas. Viņi var izturēt ekstremālos apstākļus, kas iznīcinātu lielāko daļu dzīvības veidu, ieskaitot pakļaušanu aukstam aukstumam, karsējošam karstumam un telpas vakuumam un letālajam starojumam.
Bet kādi ir ķīmiskie noslēpumi, kas aizkavē to gandrīz neievainojamību? Lai atbildētu uz šo jautājumu, pētnieki cieši pievērsās uzmanību savienojumam, kas atrodams tikai tardigrades: tā sauktajam bojājumu slāpējošajam proteīnam jeb Dsup.
Iepriekš tika konstatēts, ka šī proteīna aizsargājošās spējas pārsniedz tardigrades; pievienojot cilvēka šūnām, Dsup aizsargā pret rentgenstaru bojājumiem. Un tagad zinātnieki ir atklājuši, kā Dsup saistās ar hromosomu struktūrām un aizsargā DNS no radiācijas kaitīgās ietekmes, pētnieki ziņoja jaunā pētījumā.
"Mēs domājām, ka šī aizraujošā olbaltumviela ekstrēmā organismā varētu mums pateikt kaut ko jaunu, ko mēs nesaņemtu no parastajiem olbaltumvielām," sacīja pētījuma līdzautors Džeimss Kadonaga, Kalifornijas universitātes San Diego Bioloģisko zinātņu nodaļas profesors. .
Lai arī tardigrades var šķist neiznīcināmas, tām ir nepieciešams ūdens, lai tās būtu aktīvas un vairotos. Ja ūdens nav, viņi atkāpjas tādā apturētas animācijas formā, ko sauc par skaņas stāvokli, izraidot mitrumu no viņu ķermeņiem un eksistējot izkaltajā limbo, līdz atgriežas viesmīlīgāki apstākļi.
Kā skaņdarbi tardigrādes ir necaurlaidīgas lielākajai daļai kaitējuma formu, un tās var pat atdzīvināt pēc gadu desmitiem, iespējams, pat pēc laika pavadīšanas uz Mēness. Iespējams, ka tūkstošiem skaņu bija izkaisīti uz Mēness virsmas pēc tam, kad 11. aprīlī neveiksmīga nosēšanās mēģinājuma laikā avarēja Izraēlas Mēness piezemētājs Beresheet (kurš pārvadāja izkaltušu ūdens lāču kravu). Noteiktos apstākļos, ja viņi izdzīvos pēc avārijas nosēšanās, šīs sasaldētās tardigrādes joprojām varēja atgriezties dzīvē, iepriekš ziņoja Live Science.
Šķietami neiznīcināms
Daži proteīni, kas ļauj tardigradiem atdzimt pēc izžūšanas, ir atrodami citos organismos, bet Dsup ir ekskluzīvs tikai ūdens lāčiem. Un, lai gan iepriekšējie pētījumi atklāja, ka šis proteīns padarīja cilvēka šūnas izturīgas pret rentgena starojumu, Dsup darbības mehānismi nebija skaidri zināmi.
Jaunajā pētījumā pētnieki atklāja, ka Dsup saistās ar struktūru, ko sauc par hromatīnu - paketi, kas blīvā iepakojumā satur šūnas garās DNS virknes, Kadonaga stāstīja Live Science.
"Mēs atklājām, ka tas saistās ar hromatīnu. Tad mēs jautājām:" Kā tas padara to izturīgu pret rentgenstariem? "" Viņš teica.
Kad šūnas tiek peldētas rentgena staros, ūdens molekulas sadalās un veido ļoti reaģējošas skābekļa un ūdeņraža daļiņas, ko sauc par hidroksilradikāļiem; saskaņā ar pētījumu šie radikāļi var sabojāt DNS šūnās.
"Mēs domājām:" Kāpēc mēs ne tikai redzam, vai Dsup var aizsargāt DNS no hidroksilradikāļiem? " Un atbilde ir jā, tā var, "skaidroja Kadonaga. Augstas enerģijas Dsup ir mākoņiem līdzīga struktūra; mākonis ieskauj DNS hromatīna apvalku, bloķējot hidroksilradikāļus un neļaujot tiem izjaukt šūnu DNS, ziņo pētnieki.
"Tagad, kad mēs zinām, kā tas darbojās, tas ir atspēriena punkts, lai to potenciāli izmantotu praktiskiem lietojumiem," sacīja Kadonaga.
Saliekot kopā to, kā Dsup darbojas arvien precīzākā līmenī, zinātnieki to pēc tam var izmantot kā projektu citu veidu proteīnu - “labāku Dsup versiju” - veidošanai, kas vēl efektīvāk aizsargā šūnas no DNS bojājumiem, sacīja Kadonaga. . Šie jaunie proteīni, iespējams, netiks izmantoti, lai ražotu pret radiāciju izturīgus cilvēkus, bet tie varētu uzlabot kultivēto šūnu izturību, kuras tiek izmantotas farmaceitisko līdzekļu audzēšanai, viņš piebilda.
"Jums var būt izturīgākas šūnas, ilgāk dzīvojošas šūnas. Tas varētu būt gadījumā, ja šūnā tiek ievietota kāda veida Dsup," viņš teica.
Rezultāti tika publicēti tiešsaistē otrdien (1. oktobris) žurnālā eLife.
