Nuovo Tardigrad simile a segreti di resistenza alle radiazioni
Nuovo Tardigrad simile a segreti di resistenza alle radiazioni
Un tipo di barba appena descritto offre agli scienziati approfondimenti su ciò che rende queste piccole creature a otto gambe così resistenti alle radiazioni.
Bärtierchen, noto anche come Water Bears, hanno affascinato da tempo scienziati con la loro capacità di sopravvivere a condizioni estreme, comprese le radiazioni a un livello quasi 1.000 volte più alto della dose fatale per l'uomo. Ci sono circa 1.500 specie di barba conosciute, ma solo una manciata è ben esaminata.
Ora gli scienziati hanno sequenziato il genoma di un modo scientificamente nuovo e hanno mostrato alcuni dei meccanismi molecolari che danno porta la loro straordinaria resilienza. Il tuo studio, pubblicato su Science il 24 ottobre 1 Identifica migliaia di geni caretonali che sono più attivi quando sono esposti alla radiazione. Questi processi indicano un sofisticato sistema di difesa che protegge il DNA dal danno, provoca radiazioni e riparazioni che si verificano.
Gli autori sperano che i loro risultati possano essere utilizzati per proteggere gli astronauti durante le missioni spaziali dalle radiazioni, per eliminare la contaminazione nucleare o per migliorare il trattamento del cancro.
"Questa scoperta potrebbe aiutare a migliorare la resistenza allo stress delle cellule umane, a beneficio dei pazienti sottoposti a radioterapia", afferma Lingqiang Zhang, coautore dello studio e biologo molecolare e cellulare presso il Pechino Institute of Lifeomics.
geni di protezione
Circa sei anni fa, Zhang e i suoi colleghi andarono alle montagne della FIIU nella provincia cinese di Henan per raccogliere campioni di muschio. Nel laboratorio e al microscopio, hanno identificato una specie animale barbuta precedentemente non documentata, che chiamavano Hypsibius henanensis. Il sequenziamento del genoma ha mostrato che l'Art 14.701 aveva geni, di cui il 30 % è unico per la barba.
Quando i ricercatori H. henanensis hanno esposto scatole di radiazioni di 200 e 2.000 grigi-fars oltre a ciò che le persone potrebbero sopravvivere, hanno scoperto che erano attivi 2.801 geni coinvolti nella riparazione del DNA, nella divisione cellulare e nelle risposte immunitarie.
"È come in caso di guerra in cui le fabbriche vengono convertite in munizioni. È quasi al livello al quale l'espressione genica viene riprogettata", afferma Bob Goldstein, biologo cellulare dell'Università della Carolina del Nord a Chapel Hill, che ha studiato la barba per 25 anni. "Siamo affascinati da come un organismo può cambiare la sua espressione genica in modo tale da produrre così tante trascrizioni per alcuni geni."
Uno dei geni, chiamato TRID1, codifica una proteina che aiuta a riparare le rotture a doppio filamento nel DNA reclutando proteine specializzate nei siti di danno. "Questo è un nuovo gene che, per quanto ne so, nessuno ha esaminato", afferma Goldstein.
I ricercatori stimano anche che lo 0,5-3,1 % dei geni barbuti sia stato acquisito da altri organismi da un processo chiamato gentiluomo orizzontale. Un gene chiamato Doda1, che apparentemente proviene dai batteri, consente alla barba di produrre quattro tipi di pigmenti antiossidanti noti come betalaine. Questi pigmenti possono neutralizzare alcune delle sostanze chimiche reattive dannose che causano radiazioni nelle cellule e che costituiscono il 60-70 % degli effetti dannosi delle radiazioni.
Gli autori hanno trattato le cellule umane con una delle betalaine del Bärtierchen e hanno scoperto che queste cellule erano molto più in grado di sopravvivere alle radiazioni rispetto alle cellule non trattate.
nessuna data di scadenza
L'esame dei meccanismi molecolari che consentono alle barbe di tollerare altre condizioni estreme come temperature elevate, ritiro dell'aria, disidratazione e fame potrebbe avere applicazioni di ampliamento. Ad esempio, potrebbe migliorare la durata di sostanze sensibili come i vaccini. "Tutti i tuoi farmaci hanno una data di scadenza - note portano", afferma Goldstein.
Il confronto di questi meccanismi tra diversi tipi di barbe è una parte importante di questa ricerca, aggiunge Nadja Møbjerg, fisiologo animale dell'Università di Copenaghen. "Non abbiamo abbastanza conoscenze sui diversi tipi di barbe esistenti", afferma.
Questi animali hanno "una ricchezza di sostanze protettive che probabilmente offriranno conoscenze ancora più interessanti e utili", afferma Goldstein. "Vogliamo capire come funzionano e quale potenziale hanno".
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li. L. et al. Science 386, EADL0799 (2024).