Noile asemănătoare cu tardigrad dezvăluie secrete ale rezistenței la radiații
Noile asemănătoare cu tardigrad dezvăluie secrete ale rezistenței la radiații
Un tip de barbă recent descris oferă oamenilor de știință perspective asupra a ceea ce face ca aceste creaturi minuscule, opt greșite să fie atât de rezistente la radiații.
Bärtierchen, cunoscut și sub numele de urși de apă, au fascinat de mult timp oamenii de știință cu capacitatea lor de a supraviețui condiții extreme, inclusiv radiații la un nivel care este de aproape 1.000 de ori mai mare decât doza fatală pentru oameni. Există aproximativ 1.500 de specii cu barbă cunoscute, dar doar o mână este bine examinată.
Acum, oamenii de știință au secvențiat genomul unui mod nou științific și au arătat unele dintre mecanismele moleculare care oferă urșilor rezistența lor extraordinară. Studiul dvs., publicat în Science pe 24 octombrie 1 Identificați mii de gene Caretonal care sunt mai active atunci când sunt expuse radiații. Aceste procese indică un sistem de apărare sofisticat care protejează ADN -ul de daune, provoacă radiații și reparații care apar.
Autorii speră că rezultatele lor pot fi utilizate pentru a proteja astronauții în timpul misiunilor spațiale împotriva radiațiilor, pentru a elimina contaminarea nucleară sau pentru a îmbunătăți tratamentul cancerului.
"Această descoperire ar putea ajuta la îmbunătățirea rezistenței la stres a celulelor umane, care beneficiază pacienții care suferă de radioterapie", spune Lingqiang Zhang, coautor al studiului și biolog molecular și celular la Institutul de Lifeomics din Beijing.
gene de protecție
în urmă cu aproximativ șase ani, Zhang și colegii săi s -au dus la Munții Fiiu din provincia chineză Henan pentru a colecta mostre de mușchi. În laborator și sub microscop, au identificat o specie de animale cu barbă documentată anterior, pe care au numit -o Hypsibius henanensis. Secvențializarea genomului a arătat că Art 14.701 a avut gene, dintre care 30 % sunt unice pentru barbă.
Când cercetătorii H. henanensis au expus căsuțe de radiații de 200 și 2.000 gri-far dincolo de ceea ce oamenii ar putea supraviețui-au descoperit că 2.801 de gene care sunt implicate în repararea ADN-ului, diviziunea celulelor și răspunsurile imune erau active.
"Este ca în cazul războiului, când fabricile sunt convertite pentru a produce muniție. Este aproape la nivelul la care este reproiectată expresia genică", spune Bob Goldstein, biolog celular la Universitatea din Carolina de Nord din Chapel Hill, care studiază barba de 25 de ani. „Suntem fascinați de modul în care un organism își poate schimba expresia genică în așa fel încât să producă atât de multe transcrieri pentru anumite gene”.
Una dintre gene, numită TRID1, codifică o proteină care ajută la repararea pauzelor duble de șuvițe în ADN prin recrutarea de proteine specializate la locurile de deteriorare. „Aceasta este o genă nouă care, din câte știu, nimeni nu a examinat”, spune Goldstein.
Cercetătorii estimează, de asemenea, că 0,5-3,1 % din genele cu barbă au fost achiziționate de alte organisme printr -un proces numit domn orizontal. O genă numită DODA1, care aparent provine din bacterii, permite barbelor să producă patru tipuri de pigmenți antioxidanți cunoscuți sub numele de betalaină. Acești pigmenți pot neutraliza unele dintre substanțele chimice reactive nocive care provoacă radiații în celule și care constituie 60–70 % din efectele nocive ale radiațiilor.
Autorii au tratat celulele umane cu una dintre betalaina Bärtierchen și au descoperit că aceste celule erau mult mai capabile să supraviețuiască radiații decât celulele netratate.
fără dată de expirare
Examinarea mecanismelor moleculare care permit barbelor să tolereze alte afecțiuni extreme, cum ar fi temperaturi ridicate, retragerea aerului, deshidratarea și foamea ar putea avea aplicații mult timp. De exemplu, ar putea îmbunătăți durabilitatea substanțelor sensibile, cum ar fi vaccinurile. „Toate medicamentele dvs. au o dată de expirare - note de purtare”, spune Goldstein.
Comparația acestor mecanisme între diferite tipuri de barbă este o parte importantă a acestei cercetări, adaugă Nadja Møbjerg, fiziolog de animale la Universitatea din Copenhaga. „Nu avem suficiente cunoștințe despre diferitele tipuri de barbă care există”, spune ea.
Aceste animale au „o mulțime de substanțe de protecție care vor oferi probabil cunoștințe și mai interesante și mai utile”, spune Goldstein. „Vrem să înțelegem cum funcționează și ce potențial au”.
-
li. L. și colab. Science 386, EADL0799 (2024).