Suche
Mein Konto
Az új tardigrade fajok feltárják a sugárzási rezisztencia titkait
Egy újonnan felfedezett Tardigrade faj feltárja, hogy ezek az apró lények hogyan tudják túlélni a szélsőséges sugárzást.
Az új tardigrade fajok feltárják a sugárzási rezisztencia titkait
Egy újonnan leírt Tardigrade faj betekintést nyújt a tudósokba, ami ezeket az apró, nyolclábú lényeket annyira rugalmasan teszi a sugárzáshoz.
A tardigrádok, más néven vízmedvék, régóta lenyűgöző tudósok vannak, akik képesek túlélni a szélsőséges körülményeket, ideértve az emberek számára közel 1000 -szer magasabb szintű sugárzást, mint az emberek halálos adagja. Körülbelül 1500 ismert tardigrade-faj van, de csak egy maroknyi tanulmány van.
Most a tudósok szekvenálták egy tudományos szempontból új faj genomját, és felfedték a molekuláris mechanizmusokat, amelyek a tardigrádok rendkívüli ellenálló képességét adják. Tanulmányuk, amelyet a Science október 24 -én tett közzé 1, azonosítja a tardigrade géntek ezreit, amelyek aktívabbá válnak, ha sugárzásnak vannak kitéve. Ezek a folyamatok egy kifinomult védelmi rendszert sugallnak, amely megvédi a DNS -t a sugárzás által okozott károktól, és javítja a szünetet.
A szerzők remélik, hogy megállapításaik felhasználhatók az űrhajósok védelmére a sugárzás ellen az űri missziók során, megtisztítják a nukleáris szennyeződést vagy javítják a rákkezelést.
"Ez a felfedezés javíthatja az emberi sejtek stresszrezisztenciáját, amely a sugárterápián átesett betegek számára előnyös lesz"-mondta Lingqiang Zhang, a vizsgálat társszerzője, valamint a Pekingi Lifeomics Intézet molekuláris és sejtbiológusa.
Védőgének
Körülbelül hat évvel ezelőtt Zhang és kollégái a Kína Henan tartományában, a Fuiu -hegységbe mentek, hogy mohamintákat gyűjtsenek. A laboratóriumban és a mikroszkóp alatt egy korábban nem dokumentált tardigrade fajt azonosítottak, amelyet Hypsibius henanensisnek neveztek. A genomszekvenálás azt mutatta, hogy a fajok 14 701 génje van, amelynek 30% -a egyedi volt a tardigrade -hez.
Amikor a kutatók H. henanensist 200 és 2000 szürke sugárzási dózisnak tette ki - messze túlmutat az emberek túlélésére -, azt találták, hogy a DNS -javításban, a sejtosztódásban és az immunválaszban részt vevő 2 801 gén aktívvá vált.
"Ez olyan, mint a háborúban, amikor a gyárakat csak lőszer előállításához retoolizálják. Szinte olyan szinten van, ahol a génexpressziót újratervezik" - mondja Bob Goldstein, az észak -karolinai egyetemi cella -biológus a Chapel Hill -ben, aki 25 éve tanulmányozta a tardigrádokat. "Nagyon lenyűgözünk, hogy egy organizmus hogyan változtathatja meg génexpresszióját, hogy olyan sok átírást hozzon létre bizonyos gének számára."
Az egyik gén, az úgynevezett TRID1, olyan fehérjét kódol, amely elősegíti a DNS kettős szálú töréseinek javítását azáltal, hogy speciális fehérjéket toboroz a károsodás helyére. "Ez egy új gén, amelyet, amennyire tudom, senki sem tanult" - mondja Goldstein.
A kutatók azt is becsülik, hogy a tardigrade gének 0,5-3,1% -át más organizmusokból szerezték be egy horizontális génátvitelnek nevezett eljárás útján. A Doda1 nevű gén, amely baktériumokból származik, lehetővé teszi a tardigrádok számára, hogy négy típusú antioxidáns pigment előállítsanak, amelyet betalainok néven ismertek. Ezek a pigmentek semlegesíthetik a káros reaktív vegyi anyagokat, amelyeket a sugárzás a sejtekben okozott, amelyek a sugárzás káros hatásainak 60-70% -át teszik ki.
A szerzők az emberi sejteket az egyik tardigrade -betalainnal kezelték, és megállapították, hogy ezek a sejtek sokkal jobban képesek túlélni a sugárzást, mint a kezeletlen sejtek.
Nincs lejárati dátum
A molekuláris mechanizmusok vizsgálata, amelyek lehetővé teszik a tardigrádok más szélsőséges állapotok, például a magas hőmérséklet, a levegő nélkülözés, a kiszáradás és az éhezés tolerálását. Például javíthatja az érzékeny anyagok, például a vakcinák eltarthatóságát. "Az összes gyógyszerének lejárati dátuma van - a Tardigrades nem" - mondja Goldstein.
A kutatás fontos része a különféle tardigrade fajok közötti e mechanizmusok összehasonlítása - hozzáteszi Nadja Møbjerg, a koppenhágai egyetem állati fiziológusa. "Még nincs elég tudásunk a létező tardigrádok különféle fajáiról" - mondja.
Ezeknek az állatoknak „rengeteg védővegyülete van, amelyek valószínűleg még érdekesebb és hasznosabb betekintést nyújtanak” - mondja Goldstein. "Meg akarjuk érteni, hogyan működnek és milyen potenciállal rendelkeznek."
-
Li. L. et al. Science 386, EADL0799 (2024).