Наскоро учените дешифрираха основна съставка в арсенала на суперсилите на тардиградите, разгадавайки как уникален протеин в любимата на всеки микроскопична вода действа като бариера срещу вредното излъчване.
Макар и мънички, тардиградите са прословуто трудни. Те могат да издържат на екстремни условия, които биха убили повечето форми на живот, включително излагане на студ, замръзване на топлина и вакуум и смъртоносна радиация на космоса.
Но какви са химическите тайни, които дават заем на почти безразличието им? За да отговорят на този въпрос, изследователите надникнаха внимателно в съединение, открито само в тардигради: така нареченият протеин, потискащ щетите, или Dsup.
По-рано бе установено, че защитните сили на този протеин надхвърлят тардиградите; когато се добавя към човешките клетки, Dsup предпазва от увреждане от рентгенови лъчи. И сега учените са открили как Dsup се свързва с хромозомните структури и предпазва ДНК от вредното въздействие на радиацията, съобщават изследователите в ново проучване.
„Мислехме, че този завладяващ протеин в екстремен организъм може да ни каже нещо ново, което няма да получим от обикновените протеини“, казва съавторът на изследването Джеймс Кадонага, професор от отдела по биологични науки в Калифорнийския университет, Сан Диего ,
Въпреки че тардиградите могат да изглеждат неразрушими, те се нуждаят от вода, за да бъдат активни и да се възпроизвеждат. При отсъствие на вода те се оттеглят във форма на суспендирана анимация, наречена тунелно състояние, изхвърляща влага от телата си и съществуваща в изсушен крайник, докато не се върнат по-гостоприемните условия.
Като туни, тардиградите са непроницаеми за повечето форми на вреда и дори могат да бъдат съживени след десетилетия, вероятно дори след прекарване на време на Луната. Хиляди тонове може да са били разпръснати по лунната повърхност, след като израелският лунен кацар Beresheet (който носеше полезен товар от изсушени водни мечки) се разби на 11 април при неуспешен опит за кацане. При определени условия, ако оцелеят при катастрофата, тези замръзнали тардигради все още биха могли да се върнат към живота, съобщи преди това Live Science.
На пръв поглед неразрушим
Някои от протеините, които позволяват да се съживят тардиградите след изсушаването им, се намират в други организми, но Dsup е изключително за водни мечки. И докато предишните проучвания установяват, че този протеин прави човешките клетки устойчиви на рентгеново лъчение, механизмите за това как Dsup прави това са несигурни.
В новото проучване изследователите открили, че Dsup се свързва със структура, наречена хроматин, пакет, който държи дългите нишки на ДНК в плътна опаковка, каза Кадонага пред Live Science.
„Установихме, че се свързва с хроматина. След това попитахме:„ Как го прави устойчив на рентгенови лъчи? “, Каза той.
Когато клетките се къпят в рентгенови лъчи, водните молекули се разделят и образуват силно реактивни частици кислород и водород, наречени хидроксилни радикали; тези радикали могат да повредят ДНК вътре в клетките, според изследването.
„Помислихме си:„ Защо просто не видим дали Dsup може да защити ДНК от хидроксилни радикали? “ И отговорът е „да“, може “, обясни Кадонага. Високоенергийният Dsup има структура, подобна на облак; облакът заобикаля хроматиновата обвивка на ДНК, блокирайки хидроксилните радикали и не им позволява да разрушат клетъчната ДНК, съобщават изследователите.
„Сега, когато знаем как е работил, това е стъпка към потенциалното му използване за практически приложения“, каза Кадонага.
Съчетавайки как Dsup функционира на все по-прецизни нива, учените могат да го използват като план за изграждането на други видове протеини - "по-добри версии на Dsup" - които са още по-ефективни за защита на клетките от увреждане на ДНК, каза Кадонага , Тези нови протеини вероятно няма да се използват за производство на хора, устойчиви на радиация, но биха могли да подобрят издръжливостта на култивираните клетки, които се използват за отглеждане на фармацевтични продукти, добави той.
"Можете да имате по-трайни клетки, клетки с по-дълъг живот. Това може да е случай за поставяне на някаква форма на Dsup в тази клетка", каза той.
Резултатите бяха публикувани онлайн във вторник (1 октомври) в списание eLife.
