Novo tipo Tardigrad revela segredos de resistência à radiação
Novo tipo Tardigrad revela segredos de resistência à radiação
Um tipo de barba recém -descrito oferece aos cientistas insights sobre o que torna essas pequenas criaturas de oito pernas tão resistentes à radiação.
Bärtierchen, também conhecido como urso de água, há muito tempo fascinaram os cientistas com sua capacidade de sobreviver a condições extremas, incluindo radiação em um nível que é quase 1.000 vezes maior que a dose fatal para os seres humanos. Existem cerca de 1.500 espécies barbadas conhecidas, mas apenas um punhado é bem examinado.
Agora, os cientistas sequenciaram o genoma de uma maneira cientificamente nova e mostraram alguns dos mecanismos moleculares que dão a sua resiliência extraordinária. Seu estudo, publicado na Science em 24 de outubro 1 Identifique milhares de genes carotonos que são mais ativos quando expostos à radiação são. Esses processos indicam um sofisticado sistema de defesa que protege o DNA dos danos, causa radiação e reparos que ocorrem.
Os autores esperam que suas descobertas possam ser usadas para proteger os astronautas durante as missões espaciais da radiação, eliminar a contaminação nuclear ou melhorar o tratamento do câncer.
"Essa descoberta pode ajudar a melhorar a resistência ao estresse das células humanas, que beneficia os pacientes submetidos a radioterapia", diz Lingqiang Zhang, co-autor do estudo e biólogo molecular e celular do Instituto de Lifeômica de Pequim.
Genes de proteção
Cerca de seis anos atrás, Zhang e seus colegas foram para as montanhas Fiiu, na província chinesa de Henan, para coletar amostras de musgo. No laboratório e sob o microscópio, eles identificaram uma espécie animal barbada anteriormente não documentada, que eles chamavam de Hypsibius henanensis. O sequenciamento do genoma mostrou que a arte 14.701 tinha genes, dos quais 30 % são únicos para as barbas.
Quando os pesquisadores H. henanensis expuseram caixas de radiação de 200 e 2.000-FAR cinza além do que as pessoas poderiam sobreviver-elas descobriram que 2.801 genes envolvidos no reparo do DNA, divisão celular e respostas imunes estavam ativas.
"É como no caso de guerra quando as fábricas são convertidas para produzir munição. Está quase no nível em que a expressão gênica está sendo redesenhada", diz Bob Goldstein, biólogo celular da Universidade da Carolina do Norte em Chapel Hill, que estuda barbas há 25 anos. "Somos fascinados com a forma como um organismo pode mudar sua expressão gênica de tal maneira que produz tantas transcrições para certos genes".Um dos genes, chamado Trid1, codifica uma proteína que ajuda a reparar quebras de fios duplos no DNA, recrutando proteínas especializadas nos locais de dano. "Este é um novo gene que, até onde eu sei, ninguém examinou", diz Goldstein.
Os pesquisadores também estimam que 0,5 a 3,1 % dos genes barbudos foram adquiridos por outros organismos por um processo chamado cavalheiro horizontal. Um gene chamado doda1, que aparentemente vem de bactérias, permite que as barbas produza quatro tipos de pigmentos antioxidantes conhecidos como betalaias. Esses pigmentos podem neutralizar alguns dos produtos químicos reativos prejudiciais que causam radiação nas células e que representam 60 a 70 % dos efeitos nocivos da radiação.
Os autores trataram células humanas com uma das betalaias do Bärtierchen e descobriram que essas células eram muito mais capazes de sobreviver à radiação do que as células não tratadas.
sem data de validade
O exame dos mecanismos moleculares que permitem que as barbas tolerem outras condições extremas, como altas temperaturas, retirada de ar, desidratação e fome, pode ter aplicações de melhor alcance. Por exemplo, poderia melhorar a durabilidade de substâncias sensíveis, como vacinas. "Todos os seus medicamentos têm uma data de validade - notas", diz Goldstein.
A comparação desses mecanismos entre diferentes tipos de barbas é uma parte importante desta pesquisa, acrescenta Nadja Møbjerg, fisiologista animal da Universidade de Copenhague. "Não temos conhecimento suficiente sobre os diferentes tipos de barbas que existem", diz ela.
Esses animais têm "uma riqueza de substâncias protetoras que provavelmente oferecerão conhecimentos ainda mais interessantes e úteis", diz Goldstein. "Queremos entender como eles funcionam e que potencial eles têm".
- >
- >>
li. L. et al. Science 386, Eadl0799 (2024).