Un nouveau Tardigrad révèle des secrets de la résistance au rayonnement
Un nouveau Tardigrad révèle des secrets de la résistance au rayonnement
Un type de barbe nouvellement décrit donne aux scientifiques un aperçu de ce qui rend ces minuscules créatures à huit pattes si résistantes aux rayonnements.
bärtierchen, également connu sous le nom d'ours d'eau, a longtemps fasciné les scientifiques avec leur capacité à survivre à des conditions extrêmes, y compris les rayonnements à un niveau qui est presque 1 000 fois plus élevé que la dose mortelle pour les humains. Il existe environ 1 500 espèces barbus connues, mais seule une poignée est bien examinée.
Les scientifiques ont désormais séquencé le génome d'une manière scientifiquement nouvelle et ont montré certains des mécanismes moléculaires qui donnent à Bears leur résilience extraordinaire. Votre étude, publiée dans Science le 24 octobre 1 Identifiez des milliers de gènes caretonaux qui sont plus actifs lorsqu'ils sont exposés à la radiation. Ces processus indiquent un système de défense sophistiqué qui protège l'ADN des dommages, provoque des rayonnements et des réparations qui se produisent.
Les auteurs espèrent que leurs résultats pourront être utilisés pour protéger les astronautes pendant les missions spatiales contre les radiations, pour éliminer la contamination nucléaire ou pour améliorer le traitement du cancer.
"Cette découverte pourrait aider à améliorer la résistance au stress des cellules humaines, ce qui profite aux patients qui subissent une radiothérapie", explique Lingqiang Zhang, co-auteur de l'étude et biologiste moléculaire et cellulaire au Pékin Institute of Lifeomics.
Gènes de protection
Il y a environ six ans, Zhang et ses collègues se sont rendus dans les montagnes de la FIIU dans la province chinoise du Henan pour prélever des échantillons de mousse. En laboratoire et au microscope, ils ont identifié une espèce animale barbu auparavant non documentée, qu'ils ont appelée Hypsibius henanensis. Le séquençage du génome a montré que l'art 14 701 avait des gènes, dont 30% sont uniques pour la barbe.
Lorsque les chercheurs H. Henanensis ont exposé des boîtes de rayonnement de 200 et 2 000 gris au-delà de ce que les gens pouvaient survivre - ils ont constaté que 2 801 gènes impliqués dans la réparation de l'ADN, la division cellulaire et les réponses immunitaires étaient actives.
"C'est comme en cas de guerre lorsque les usines sont converties pour produire des munitions. C'est presque au niveau auquel l'expression des gènes est redessinée", explique Bob Goldstein, biologiste cellulaire à l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill, qui étudie les barbes depuis 25 ans. "Nous sommes fascinés par la façon dont un organisme peut changer son expression génique de telle manière qu'il produit tant de transcriptions pour certains gènes."
L'un des gènes, appelé TRID1, code pour une protéine qui aide à réparer les ruptures de double brin dans l'ADN en recrutant des protéines spécialisées sur les sites de dommages. "C'est un nouveau gène qui, pour autant que je sache, personne n'a examiné", explique Goldstein.
Les chercheurs estiment également que 0,5 à 3,1% des gènes barbus ont été acquis par d'autres organismes par un processus appelé gentleman horizontal. Un gène appelé DODA1, qui provient apparemment de bactéries, permet à la barbe de produire quatre types de pigments antioxydants appelés bétalaïne. Ces pigments peuvent neutraliser certains des produits chimiques réactifs nocifs qui provoquent un rayonnement dans les cellules et qui représentent 60 à 70% des effets nocifs du rayonnement.
Les auteurs ont traité les cellules humaines avec l'une des bétalaïne du Bärtierchen et ont constaté que ces cellules étaient beaucoup mieux à même de survivre aux rayonnements que les cellules non traitées.
Aucune date d'expiration
L'examen des mécanismes moléculaires qui permettent à la barbe de tolérer d'autres conditions extrêmes telles que des températures élevées, le retrait de l'air, la déshydratation et la faim pourraient avoir des applications de grande envergure. Par exemple, il pourrait améliorer la durabilité des substances sensibles telles que les vaccins. "Tous vos médicaments ont une date d'expiration - des notes portant", explique Goldstein.
La comparaison de ces mécanismes entre différents types de barbes est une partie importante de cette recherche, ajoute Nadja Møbjerg, physiologiste animal à l'Université de Copenhague. "Nous n'avons pas suffisamment de connaissances sur les différents types de barbes qui existent", dit-elle.
Ces animaux ont "une richesse de substances protectrices qui offrira probablement des connaissances encore plus intéressantes et utiles", explique Goldstein. "Nous voulons comprendre comment ils fonctionnent et quel potentiel ils ont."
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li. L. et al. Science 386, EADL0799 (2024).