El nuevo Tardigrad revela secretos de resistencia a la radiación
El nuevo Tardigrad revela secretos de resistencia a la radiación
Un tipo de barba recién descrito ofrece a los científicos información sobre lo que hace que estas pequeñas criaturas de ocho y ligas resistentes a la radiación.
bärtierchen, también conocido como osos de agua, tienen científicos fascinados durante mucho tiempo con su capacidad para sobrevivir a condiciones extremas, incluida la radiación a un nivel que es casi 1,000 veces mayor que la dosis fatal para los humanos. Hay alrededor de 1.500 especies barbudas conocidas, pero solo un puñado está bien examinado.
Ahora los científicos han secuenciado el genoma de una forma científicamente nueva y han mostrado algunos de los mecanismos moleculares que le dan a los osos su extraordinaria resistencia. Su estudio, publicado en Science el 24 de octubre 1 Identificar miles de genes caretonales que están más activos cuando se exponen a la radiación. Estos procesos indican un sistema de defensa sofisticado que protege el ADN del daño, causa radiación y reparaciones que ocurren.
The authors hope that their findings can be used to protect astronauts during space missions from radiation, to eliminate nuclear contamination or to improve cancer treatment.
"Este descubrimiento podría ayudar a mejorar la resistencia al estrés de las células humanas, lo que beneficia a los pacientes que se someten a radioterapia", dice Lingqiang Zhang, coautor del estudio y biólogo molecular y celular del Instituto de Vidaómica de Beijing.
genes de protección
Hace unos seis años, Zhang y sus colegas fueron a las montañas Fiiu en la provincia china de Henan para recolectar muestras de musgo. En el laboratorio y bajo el microscopio, identificaron una especie animal barbuda anteriormente no documentada, que llamaron Hypsibius henanensis. La secuenciación del genoma mostró que ART 14,701 tenía genes, de los cuales el 30 % son únicos para las barbas.
Cuando los investigadores H. henanensis expusieron cajas de radiación de 200 y 2,000 gris-far más allá de lo que las personas podrían sobrevivir, encontraron que 2,801 genes involucrados en la reparación del ADN, la división celular y las respuestas inmunes estaban activos.
"Es como en caso de guerra cuando las fábricas se convierten para producir municiones. Está casi en el nivel en el que la expresión génica se está rediseñando", dice Bob Goldstein, biólogo celular de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, que ha estado estudiando barbas durante 25 años. "Nos fascina cómo un organismo puede cambiar su expresión génica de tal manera que produce tantas transcripciones para ciertos genes".
Uno de los genes, llamado TRID1, codifica una proteína que ayuda a reparar las roturas de doble cadena en el ADN reclutando proteínas especializadas en los sitios de daño. "Este es un gen nuevo que, que yo sepa, nadie examinó", dice Goldstein.
Los investigadores también estiman que el 0.5–3.1 % de los genes barbudos fueron adquiridos por otros organismos mediante un proceso llamado caballero horizontal. Un gen llamado Doda1, que aparentemente proviene de bacterias, permite a las barbas producir cuatro tipos de pigmentos antioxidantes conocidos como Betalaine. Estos pigmentos pueden neutralizar algunos de los productos químicos reactivos dañinos que causan radiación en las células, y que representan el 60-70 % de los efectos nocivos de la radiación.
Los autores trataron las células humanas con una de las betalaína del bärtierchen y descubrieron que estas células eran mucho más capaces de sobrevivir la radiación que las células no tratadas.
no hay fecha de vencimiento
El examen de los mecanismos moleculares que permiten a las barbas tolerar otras condiciones extremas, como las altas temperaturas, la retirada del aire, la deshidratación y el hambre podrían tener aplicaciones de mayor alcance. Por ejemplo, podría mejorar la durabilidad de las sustancias sensibles como las vacunas. "Todos sus medicamentos tienen una fecha de vencimiento, notas de apoyo", dice Goldstein.
La comparación de estos mecanismos entre los diferentes tipos de barbas es una parte importante de esta investigación, agrega Nadja Møbjerg, fisióloga animal de la Universidad de Copenhague. "No tenemos suficiente conocimiento sobre los diferentes tipos de barbas que existen", dice ella.
Estos animales tienen "una gran cantidad de sustancias protectoras que probablemente ofrecerán un conocimiento aún más interesante y útil", dice Goldstein. "Queremos entender cómo funcionan y qué potencial tienen".
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li. L. et al. Science 386, EADL0799 (2024).