Tutkijat tulkitsivat äskettäin avainaseman tardigrades-supervaltojen arsenaalissa, selvittäen kuinka kaikkien yksilöllisissä mikroskooppisissa vesikarhuissa oleva ainutlaatuinen proteiini toimii esteenä haitalliselle säteilylle.
Vaikka tardigrades ovat pieniä, ne ovat tunnetusti kovia. Ne voivat säästä ääriolosuhteita, jotka tappaisivat useimmat elämänmuodot, mukaan lukien altistuminen jäätyvälle kylmälle, paisuttavalle kuumuudelle sekä tilan tyhjiölle ja tappavalle säteilylle.
Mutta mitkä ovat kemialliset salaisuudet, jotka lainaavat tardigradeja heidän lähes haavoittuvuuteensa? Vastatakseen tähän kysymykseen tutkijat kurkitsivat tiiviisti yhdistettä, jota löydettiin vain tardigradeista: ns. Vahinkoa vaimentava proteiini tai Dsup.
Tämän proteiinin suojaavien voimien havaittiin aiemmin ulottuvan tardigradeista pidemmälle; Kun Dsup lisätään ihmisen soluihin, se suojaa röntgensäteiden aiheuttamilta vaurioilta. Ja nyt tutkijat ovat selvittäneet, kuinka Dsup sitoutuu kromosomirakenteisiin ja suojaa DNA: ta säteilyn haitallisilta vaikutuksilta, tutkijat kertoivat uudessa tutkimuksessa.
"Ajattelimme, että tämä kiehtova proteiini äärimmäisissä organismeissa saattaa kertoa meille jotain uutta, jota emme saisi tavanomaisista proteiineista", sanoi tutkimuksen avustaja James Kadonaga, professori, Kalifornian yliopiston biologisten tieteiden osasto, San Diego. .
Vaikka tardigrades saattaa tuntua tuhoutumattomalta, ne tarvitsevat vettä ollakseen aktiivisia ja lisääntyäkseen. Veden puuttuessa ne vetäytyvät keskeytetyn animaation muotoon, jota kutsutaan tun-tilaksi, karkottaen kosteuden kehostaan ja ollessa kuivuneessa limbossa, kunnes vieraanvaraisammat olosuhteet palaavat.
Melodioina tardigrades on läpäisemätön useimmille vahingon muodoille ja ne voidaan elvyttää jopa vuosikymmenien kuluttua, mahdollisesti jopa vietetyn aikaa kuulla. Tuhannet ääniä saattoi olla sironnut kuun pintaan sen jälkeen, kun Israelin kuunlaskurin Beresheet (joka kantoi kuivuneiden vesikantojen hyötykuormaa) kaatui 11. huhtikuuta epäonnistuneen laskeutumisyrityksen aikana. Tietyissä olosuhteissa, jos he selviäisivät onnettomuuden laskeutumisesta, nämä kylmäkuivatut tardigradit voisivat silti palata elämään, Live Science aiemmin kertoi.
Näennäisesti tuhoutumaton
Jotkut proteiinit, jotka antavat tardigradeille elpyä kuivumisen jälkeen, löytyvät muista organismeista, mutta Dsup on yksinomaan vesikarhujen kohdalla. Ja vaikka aiemmissa tutkimuksissa havaittiin, että tämä proteiini teki ihmissolut resistentteiksi röntgensäteilylle, Dsupin mekanismit olivat epävarmoja.
Uudessa tutkimuksessa tutkijat havaitsivat, että Dsup sitoutuu kromatiini-nimiseen rakenteeseen, pakettiin, joka pitää solun pitkät DNA-juosteet tiheässä pakkauksessa, Kadonaga kertoi Live Science: lle.
"Havaitsimme sen sitoutuvan kromatiiniin. Sitten kysyimme:" Kuinka se tekee siitä resistentin röntgensäteille? "", Hän sanoi.
Kun soluja kylpee röntgensäteissä, vesimolekyylit jakautuvat ja muodostavat erittäin reaktiivisia hapen ja vedyn hiukkasia, joita kutsutaan hydroksyyliradikaaleiksi; nämä radikaalit voivat vahingoittaa solujen sisällä olevaa DNA: ta tutkimuksen mukaan.
"Ajattelimme:" Miksi emme vain katso, pystyykö Dsup suojaamaan DNA: ta hydroksyyliradikaaleilta? " Ja vastaus on kyllä, se voi ", Kadonaga selitti. Korkeaenergisellä Dsupilla on pilvimainen rakenne; pilvi ympäröi DNA: n kromatiiniverhoa, tukkii hydroksyyliradikaaleja ja estää niitä hajottamasta solu-DNA: ta, tutkijat kertoivat.
"Nyt kun tiedämme, kuinka se toimi, se on askel sen käytölle käytännössä", Kadonaga sanoi.
Yhdistämällä kuinka Dsup toimii yhä tarkemmalla tasolla, tutkijat voivat sitten käyttää sitä suunnitelmana muun tyyppisten proteiinien - "Dsupin parempien versioiden" - rakentamiseksi, jotka ovat entistä tehokkaampia suojaamaan soluja DNA: n vaurioilta, Kadonaga sanoi . Näitä uusia proteiineja ei todennäköisesti käytetä säteilynkestävien ihmisten tuottamiseen, mutta ne voivat parantaa lääkkeiden kasvattamiseen käytettyjen viljeltyjen solujen sitkeyttä, hän lisäsi.
"Sinulla voi olla kestävämpiä soluja, pidempiikäisiä soluja. Tämä saattaa olla tapaus, kun laitetaan jonkinlainen Dsup-solu siihen soluun", hän sanoi.
Tulokset julkaistiin tiistaina (1. lokakuuta) verkossa eLife-lehdessä.
