Ny Targrad-lignende avslører hemmeligheter om strålingsmotstand
Ny Targrad-lignende avslører hemmeligheter om strålingsmotstand
En nybeskrevet type skjegg gir forskere innsikt i hva som gjør disse bittesmå, åtte -leggede skapningene så motstandsdyktige mot stråling.
Bärtierchen, også kjent som vannbjørn, har lenge fascinert forskere med sin evne til å overleve ekstreme forhold, inkludert stråling på et nivå som er nesten 1000 ganger høyere enn den dødelige dosen for mennesker. Det er rundt 1500 kjente skjeggete arter, men bare en håndfull er godt undersøkt.
Nå har forskere sekvensert genomet til en vitenskapelig ny måte og vist noen av de molekylære mekanismene som gir bærer deres ekstraordinære motstandskraft. Din studie, publisert i Science 24. oktober 1 Identifiser tusenvis av karetonale gener som er mer aktive når det er utsatt for stråling. Disse prosessene indikerer et sofistikert forsvarssystem som beskytter DNA mot skaden, forårsaker stråling og reparasjoner som oppstår.
Forfatterne håper at funnene deres kan brukes til å beskytte astronauter under romoppdrag mot stråling, for å eliminere kjernefysisk forurensning eller for å forbedre kreftbehandlingen.
"Denne oppdagelsen kan bidra til å forbedre stressmotstanden til menneskelige celler, som kommer pasienter som gjennomgår strålebehandling," sier Lingqiang Zhang, medforfatter av studien og molekylær- og cellebiolog ved Beijing Institute of Lifeomics.
beskyttelsesgener
For omtrent seks år siden dro Zhang og kollegene til Fiiu -fjellene i den kinesiske provinsen Henan for å samle mossprøver. I laboratoriet og under mikroskopet identifiserte de en tidligere ikke dokumentert skjeggete dyrearter, som de kalte Hyssibius Henanensis. Genomsekvensering viste at ART 14 701 hadde gener, hvorav 30 % er unike for skjegg.
Da forskerne H. Henanensis utsatte strålingsbokser på 200 og 2000 grå-far utover det folk kunne overleve-fant de ut at 2.801 gener som er involvert i DNA-reparasjon, celledeling og immunrespons var aktive.
"Det er som i tilfelle krig når fabrikker blir konvertert for å produsere ammunisjon. Det er nesten på det nivået hvor genuttrykk blir redesignet," sier Bob Goldstein, cellebiolog ved University of North Carolina i Chapel Hill, som har studert skjegg i 25 år. "Vi er fascinert av hvordan en organisme kan endre genuttrykk på en slik måte at den produserer så mange transkripsjoner for visse gener."
Et av genene, kalt TRID1, koder for et protein som hjelper til med å reparere dobbeltstrengbrudd i DNAet ved å rekruttere spesialiserte proteiner på skadestedene. "Dette er et nytt gen som, så vidt jeg vet, ingen undersøkte," sier Goldstein.
Forskerne anslår også at 0,5–3,1 % av de skjeggete genene ble anskaffet av andre organismer av en prosess kalt horisontal gentleman. Et gen kalt DODA1, som tilsynelatende kommer fra bakterier, gjør det mulig for skjegg å produsere fire typer antioksidantpigmenter kjent som betalaine. Disse pigmentene kan nøytralisere noen av de skadelige reaktive kjemikaliene som forårsaker stråling i celler, og som utgjør 60–70 % av de skadelige effektene av stråling.
Forfatterne behandlet humane celler med en av betalainene til Bärtierchen og fant at disse cellene var mye bedre i stand til å overleve stråling enn ubehandlede celler.
Ingen utløpsdato
Undersøkelsen av molekylære mekanismer som gjør det mulig for skjegg å tåle andre ekstreme forhold som høye temperaturer, luftuttak, dehydrering og sult kan ha vidtrekkende applikasjoner. For eksempel kan det forbedre holdbarheten til sensitive stoffer som vaksiner. "Alle medisinene dine har en utløpsdato - bæresedler," sier Goldstein.
Sammenligningen av disse mekanismene mellom forskjellige typer skjegg er en viktig del av denne forskningen, legger Nadja Møbjerg, dyrefysiolog ved University of Copenhagen. "Vi har ikke nok kunnskap om de forskjellige typene skjegg som eksisterer," sier hun.
Disse dyrene har "et vell av beskyttende stoffer som sannsynligvis vil gi enda mer interessant og nyttig kunnskap," sier Goldstein. "Vi vil forstå hvordan de fungerer og hvilket potensial de har."
-
li. L. et al. Science 386, EADL0799 (2024).