Naujasis Tardigradas panašus atskleidžia atsparumo radiacijai paslaptis
Naujasis Tardigradas panašus atskleidžia atsparumo radiacijai paslaptis
Naujai aprašytas barzdos tipas mokslininkams suteikia įžvalgos apie tai, kas daro šiuos mažyčius, aštuonias liejimo būtybes, tokias atsparus radiacijai.
Bärtierchenas, dar žinomas kaip vandens lokiai, jau seniai sužavėjo mokslininkus jų sugebėjimą išgyventi ekstremalias sąlygas, įskaitant radiaciją tokiu lygiu, kuris yra beveik 1000 kartų didesnis nei mirtina dozė žmonėms. Yra apie 1500 žinomų barzdotų rūšių, tačiau gerai ištirta tik saujelė.
Dabar mokslininkai seka moksliškai naujo būdo genomą ir parodė kai kuriuos molekulinius mechanizmus, kurie suteikia jų nepaprastą atsparumą. Jūsų tyrimas, paskelbtas „Science“ spalio 24 d. 1 Identifikuokite tūkstančius globėjų genų, kurie yra aktyvesni, kai yra radiacija. Šie procesai rodo modernią gynybos sistemą, kuri apsaugo DNR nuo pažeidimo, sukelia radiaciją ir remontą.
Autoriai tikisi, kad jų išvados gali būti naudojamos siekiant apsaugoti astronautus kosminių misijų metu nuo radiacijos, pašalinti branduolinį užteršimą ar pagerinti vėžio gydymą.
"Šis atradimas galėtų padėti pagerinti žmogaus ląstelių atsparumą stresui, o tai naudinga pacientams, kuriems taikoma radiacijos terapija",-sako Lingqiang Zhang, tyrimo bendraautorius ir molekulinė bei ląstelių biologas Pekino lifikų institute.
apsaugos genai
Maždaug prieš šešerius metus Zhang ir jo kolegos išvyko į Fiiu kalnus Kinijos Henano provincijoje rinkti samanų pavyzdžių. Laboratorijoje ir po mikroskopu jie nustatė anksčiau dokumentais patvirtintas barzdotų gyvūnų rūšis, kurias jie pavadino Hypsibius henanensis. Genomo sekos nustatymas parodė, kad 14,701 ART turėjo genus, iš kurių 30 % yra unikalios barzdoms.
Kai tyrėjai H. Henanensis atskleidė 200 ir 2000 pilkos spalvos radiacijos dėžutes, viršijančias tai, ką žmonės galėjo išgyventi, jie nustatė, kad 2 801 genai, dalyvaujantys DNR atstatymo, ląstelių dalijimosi ir imuninėse reakcijose.
"Tai panašu į karo atvejį, kai gamyklos virsta šaudmenimis gaminti. Tai yra beveik tokio lygio, kai genų raiška yra pertvarkyta", - sako Bobas Goldsteinas, Šiaurės Karolinos universiteto Chapel Hill ląstelių biologas, kuris 25 metus studijavo barzdas. "Mums žavi tai, kaip organizmas gali pakeisti savo genų ekspresiją taip, kad jis sukuria tiek daug nuorašų tam tikriems genams."
Vienas iš genų, vadinamas TRID1, koduoja baltymą, kuris padeda ištaisyti dvigubos DNR sruogų pertraukas, įdarbinant specializuotus baltymus pažeidimo vietose. „Tai yra naujas genas, kuris, kiek aš žinau, niekas neištyrė“, - sako Goldsteinas.
Tyrėjai taip pat apskaičiavo, kad 0,5–3,1 % barzdotų genų kiti organizmai įsigijo procesu, vadinamu horizontaliu džentelmenu. Genas, vadinamas doda1, kuris, matyt, kilęs iš bakterijų, suteikia barzdoms galimybę gaminti keturių tipų antioksidantų pigmentus, žinomus kaip betalaine. Šie pigmentai gali neutralizuoti kai kurias kenksmingas reaktyvias chemines medžiagas, sukeliančias radiaciją ląstelėse ir kurios sudaro 60–70 % kenksmingo radiacijos poveikio.
Autoriai žmogaus ląsteles gydė vienu iš Bärtiercheno Betalaino ir nustatė, kad šios ląstelės yra daug geriau išgyvenusios radiaciją nei neapdorotos ląstelės.
nėra galiojimo pabaigos data
Ištirti molekulinius mechanizmus, leidžiančius barzdoms toleruoti kitas ekstremalias sąlygas, tokias kaip aukšta temperatūra, oro nutraukimas, dehidratacija ir alkis, galėtų būti tolima. Pavyzdžiui, tai galėtų pagerinti jautrių medžiagų, tokių kaip vakcinos, patvarumą. „Visi jūsų vaistai turi galiojimo laiką - pastabos“, - sako Goldsteinas.
Šių mechanizmų palyginimas tarp skirtingų barzdų tipų yra svarbi šio tyrimo dalis, priduria Nadja Møbjerg, Kopenhagos universiteto gyvūnų fiziologas. „Mes neturime pakankamai žinių apie įvairias egzistuojančias barzdas“, - sako ji.
Šie gyvūnai turi „daugybę apsauginių medžiagų, kurios tikriausiai suteiks dar įdomesnių ir naudingų žinių“, - sako Goldsteinas. "Mes norime suprasti, kaip jie veikia ir kokį potencialą jie turi."