Suche
Mein Konto
Nove vrste Tardigrade otkrivaju tajne otpornosti na zračenje
Novootkrivena vrsta Tardigrade otkriva kako ta sićušna stvorenja mogu preživjeti ekstremno zračenje.
Nove vrste Tardigrade otkrivaju tajne otpornosti na zračenje
Novo opisana vrsta Tardigrade daje znanstvenicima uvid u ono što ova sitna, osmoglasna stvorenja čini tako otporna na zračenje.
Tardigrade, poznate i kao vodeni medvjedi, dugo su fascinirali znanstvenike svojom sposobnošću da prežive ekstremne uvjete, uključujući zračenje na razinama gotovo 1000 puta većem od smrtonosne doze za ljude. Postoji oko 1.500 poznatih vrsta Tardigrade, ali samo je nekolicina dobro proučena.
Sada su znanstvenici sekvencirali genom znanstveno nove vrste i otkrili neke od molekularnih mehanizama koji Tardigrades daju njihovu izvanrednu otpornost. Njihova studija, objavljena u znanosti, 24. listopada 1, identificira tisuće tardigradnih gena koji postaju aktivniji kada su izloženi zračenju. Ovi procesi sugeriraju sofisticirani obrambeni sustav koji štiti DNK od oštećenja koje zračenje uzrokuje i popravlja prekide.
Autori se nadaju da će se njihova otkrića koristiti za zaštitu astronauta od zračenja tijekom svemirskih misija, čišćenje nuklearnog onečišćenja ili poboljšanje liječenja raka.
"Ovo otkriće moglo bi pomoći poboljšati otpornost na stres ljudskih stanica, što će imati koristi od pacijenata koji su podvrgnuti zračnoj terapiji", kaže Lingqiang Zhang, koautor studije i molekularni i stanični biolog s Pekinškog instituta za spasilacu.
Zaštitni geni
Prije otprilike šest godina, Zhang i njegovi kolege otišli su u planine Funiu u kineskoj provinciji Henan kako bi prikupili uzorke mahovine. U laboratoriju i pod mikroskopom identificirali su prethodno nedokumentiranu vrstu Tardigrade, koju su nazvali Hypsibius Henanensis. Sekvenciranje genoma pokazalo je da vrste ima 14.701 gena, od kojih je 30% bilo jedinstveno za tardigrade.
Kad su istraživači izložili H. henanensis dozama zračenja od 200 i 2.000 siva - daleko više od onoga što bi ljudi mogli preživjeti - otkrili su da je 2.801 gena uključena u popravak DNK, stanična podjela i imunološki odgovori postali aktivni.
"To je kao u ratnim vremenima kada se tvornice preuređuju samo za proizvodnju municije. Gotovo je na razini u kojoj je ekspresija gena reinginirana", kaže Bob Goldstein, biolog ćelija na Sveučilištu Sjeverne Karoline na Chapel Hillu koji je proučavao Tardigrades već 25 godina. "Fascinirani smo kako organizam može promijeniti svoju ekspresiju gena kako bi proizveo toliko transkripata za određene gene."
Jedan od gena, nazvan TRID1, kodira protein koji pomaže popraviti dvostruke pukotine u DNK regrutovanjem specijaliziranih proteina na mjesta oštećenja. "Ovo je novi gen koji, koliko znam, nitko nije studirao", kaže Goldstein.
Istraživači također procjenjuju da je 0,5-3,1% tardigradnih gena stečeno iz drugih organizama kroz proces koji se naziva horizontalni prijenos gena. Gen zvan Doda1, koji izgleda da dolazi iz bakterija, omogućava Tardigrades da proizvode četiri vrste antioksidacijskih pigmenata poznatih kao betalains. Ovi pigmenti mogu neutralizirati neke štetne reaktivne kemikalije koje zračenje uzrokuje u stanicama, koje čine 60-70% štetnih učinaka zračenja.
Autori su ljudske stanice tretirali s jednim od Tardigrade betalaina i otkrili su da su te stanice mnogo bolje u stanju preživjeti zračenje od neobrađenih stanica.
Nema datuma isteka
Istraživanje molekularnih mehanizama koji omogućuju Tardigrades da toleriraju druge ekstremne uvjete kao što su visoke temperature, uskraćivanje zraka, dehidracija i gladovanje moglo bi imati dalekosežne primjene. Na primjer, to bi moglo poboljšati rok trajanja osjetljivih tvari poput cjepiva. "Svi vaši lijekovi imaju datum isteka - Tardigrades ne", kaže Goldstein.
Usporedba ovih mehanizama između različitih vrsta Tardigrade važan je dio ovog istraživanja, dodaje Nadja Møbrerg, fiziolog životinja sa Sveučilišta u Kopenhagenu. "Još nemamo dovoljno znanja o različitim vrstama tardigrada koje postoje", kaže ona.
Te životinje imaju "bogatstvo zaštitnih spojeva koji će vjerojatno pružiti još zanimljivije i korisnije uvide", kaže Goldstein. "Želimo razumjeti kako rade i kakav potencijal imaju."
-
Li. L. i sur. Science 386, EADL0799 (2024).