Jauns Tardigrad līdzīgs atklāj starojuma pretestības noslēpumus
Jauns Tardigrad līdzīgs atklāj starojuma pretestības noslēpumus
Nesen aprakstīts bārdas tips sniedz zinātniekiem ieskatu par to, kas padara šīs sīkās, astoņu sugu radības tik izturīgas pret starojumu.
Bärtierchen, kas pazīstams arī kā ūdens lāči, jau sen ir fascinējuši zinātniekus ar spēju izdzīvot ekstrēmos apstākļos, ieskaitot starojumu tādā līmenī, kas ir gandrīz 1000 reizes lielāks nekā cilvēku letālā deva. Ir apmēram 1500 zināmas bārdainas sugas, bet ir labi pārbaudīta tikai nedaudz.
Tagad zinātnieki ir secinājuši zinātniski jauna veida genomu un parādījuši dažus no molekulārajiem mehānismiem, kas dod viņu ārkārtējo noturību. Jūsu pētījums, kas publicēts zinātnē 24. oktobrī 1 identificēt tūkstošiem karetonālu gēnu, kas ir aktīvāki, ja tiek pakļauti radiācijai. Šie procesi norāda uz sarežģītu aizsardzības sistēmu, kas aizsargā DNS no bojājumiem, izraisa starojumu un remontu.
Autori cer, ka to atradumus var izmantot, lai aizsargātu astronautus kosmosa misiju laikā no starojuma, lai novērstu kodolieroču piesārņojumu vai uzlabotu vēža ārstēšanu.
"Šis atklājums varētu palīdzēt uzlabot cilvēka šūnu izturību pret stresu, kas dod labumu pacientiem, kuriem tiek veikta staru terapija," saka Lingqiang Zhang, Pētījuma un Molekulārās un šūnu biologa līdzautors Pekinas Lifeimikas institūtā.
Aizsardzības gēni
Pirms apmēram sešiem gadiem Džans un viņa kolēģi devās uz FIIU kalniem Ķīnas Henanas provincē, lai savāktu sūnu paraugus. Laboratorijā un zem mikroskopa viņi identificēja iepriekš dokumentētas bārdainas dzīvnieku sugas, kuras viņi sauca par Hypsibius henanensis. Genoma sekvencēšana parādīja, ka ART 14 701 ir gēni, no kuriem 30 % ir unikāli bārdām.
Kad pētnieki H. henanensis atklāja starojuma kastes 200 un 2000 pelēkas plēves ārpus tā, ko cilvēki varēja izdzīvot, viņi atklāja, ka 2 801 gēni, kas ir iesaistīti DNS atjaunošanā, šūnu dalīšanā un imūnās reakcijā, ir aktīvi.
"Tas ir tāpat kā kara gadījumā, kad rūpnīcas tiek pārveidotas, lai ražotu munīciju. Tas ir gandrīz tādā līmenī, kādā tiek pārveidota gēnu ekspresija," saka Bobs Goldšteins, Ziemeļkarolīnas universitātes Šabelas kalna šūnu biologs, kurš 25 gadus studē bārdas. "Mūs fascinē tas, kā organisms var mainīt tā gēna ekspresiju tādā veidā, ka tas rada tik daudz stenogrammu noteiktiem gēniem."
Viens no gēniem, ko sauc par TRID1, kodē olbaltumvielu, kas palīdz labot dubultās virknes pārtraukumus DNS, vervējot specializētus olbaltumvielas bojājumu vietās. "Šis ir jauns gēns, kas, cik es zinu, neviens nav pārbaudīts," saka Goldšteins.
Pētnieki arī lēš, ka 0,5–3,1 % bārdaino gēnu citus organismus iegādājās process, ko sauc par horizontālo kungu. Gēns ar nosaukumu DODA1, kas acīmredzot nāk no baktērijām, ļauj bārdām ražot četru veidu antioksidantu pigmentus, kas pazīstami kā Betalaine. Šie pigmenti var neitralizēt dažas kaitīgās reaktīvās ķīmiskās vielas, kas izraisa starojumu šūnās un kas veido 60–70 % no radiācijas kaitīgās iedarbības.
Autori ārstēja cilvēka šūnas ar vienu no Bärtierchen Betalaine un atklāja, ka šīs šūnas daudz labāk spēj izdzīvot starojumu nekā neapstrādātas šūnas.
nav derīguma termiņš
Molekulāro mehānismu pārbaude, kas ļauj bārdām paciest citus ārkārtējus apstākļus, piemēram, augstu temperatūru, gaisa izņemšanu, dehidratāciju un badu, varētu būt tālu lietojumprogrammas. Piemēram, tas varētu uzlabot jutīgu vielu, piemēram, vakcīnu, izturību. "Visiem jūsu medikamentiem ir derīguma termiņš - ar piezīmēm," saka Goldšteins.
Šo mehānismu salīdzinājums starp dažāda veida bārdām ir svarīga šī pētījuma sastāvdaļa, piebilst Nadja Møbjerg, Kopenhāgenas universitātes dzīvnieku fizioloģe. "Mums nav pietiekami daudz zināšanu par dažādiem bārdu veidiem, kas pastāv," viņa saka.
Šiem dzīvniekiem ir "daudz aizsargājošu vielu, kas, iespējams, piedāvās vēl interesantākas un noderīgākas zināšanas", saka Goldšteins. "Mēs vēlamies saprast, kā viņi darbojas un kāds viņiem ir."
-
li. L. et al. Zinātne 386, EADL0799 (2024).