Nový Tardigrad-podobný odhaľuje tajomstvá odolnosti proti žiareniu
Nový Tardigrad-podobný odhaľuje tajomstvá odolnosti proti žiareniu
Novo opísaný typ brady dáva vedcom pohľad na to, čo robí z týchto drobných, osemsových tvorov tak odolných voči žiareniu.
Bärtierchen, známy tiež ako vodné medvede, majú vedcov dlhých fascinovaných ich schopnosti prežiť extrémne podmienky vrátane ožarovania na úrovni, ktorá je takmer 1 000 -krát vyššia ako smrteľná dávka pre ľudí. Existuje asi 1 500 známych fúzatých druhov, ale iba hŕstka je dobre vyšetrená.Vedci teraz sekvenovali genóm vedecky nového spôsobu a ukázali niektoré z molekulárnych mechanizmov, ktoré dávajú medveďom ich mimoriadnu odolnosť. Vaša štúdia, uverejnená vo vede 24. októbra 1 Identifikujte tisíce karetonálnych génov, ktoré sú aktívnejšie, keď sú exponované k žiareniu. Tieto procesy naznačujú sofistikovaný obranný systém, ktorý chráni DNA pred poškodením, spôsobuje žiarenie a nastanú opravy.
Autori dúfajú, že ich zistenia sa dajú použiť na ochranu astronautov počas vesmírnych misií pred ožarovaním, na odstránenie jadrovej kontaminácie alebo na zlepšenie liečby rakoviny.
„Tento objav by mohol pomôcť zlepšiť stresovú rezistenciu ľudských buniek, z ktorých prospieva pacientom, ktorí sa podrobujú ožarovaniu,“ hovorí Lingqiang Zhang, spoluautor štúdie a molekulárneho a bunkového biológa v Pekingskom inštitúte Lifeomics.
Gény ochrany
Asi pred šiestimi rokmi Zhang a jeho kolegovia odišli do pohoria Fiiu v čínskej provincii Henan, aby zbierali vzorky machu. V laboratóriu a pod mikroskopom identifikovali predtým nezdokumentované fúzaté zvieracie druhy, ktoré nazývali Hypsibius Henanensis. Sekvenovanie genómu ukázalo, že ART 14 701 malo gény, z ktorých 30 % je jedinečných pre brady.Keď vedci H. Henanensis vystavili radiačné boxy s 200 a 2 000 šedým farárom nad rámec toho, čo by ľudia mohli prežiť-zistili, že 2 801 génov, ktoré sa podieľajú na opravách DNA, delení buniek a imunitných reakcií, bolo aktívnych.
„Je to ako v prípade vojny, keď sa továrne premieňajú na výrobu munície. Je takmer na úrovni, na ktorej sa génová expresia prepracováva,“ hovorí Bob Goldstein, bunkový biológ na University of North Carolina v Chapel Hill, ktorý študuje brady už 25 rokov. „Sme fascinovaní tým, ako môže organizmus zmeniť svoju génovú expresiu takým spôsobom, že vytvára toľko transkriptov pre určité gény.“
Jeden z génov, nazývaný Trid1, kóduje proteín, ktorý pomáha opravovať dvojnásobné vlákna v DNA náborom špecializovaných proteínov na miesta poškodenia. „Je to nový gén, ktorý, pokiaľ viem, nikto nevyšetril,“ hovorí Goldstein.
Vedci tiež odhadujú, že 0,5–3,1 % fúzatých génov získalo iné organizmy procesom nazývaným horizontálny pán. Gén nazývaný DODA1, ktorý zjavne pochádza z baktérií, umožňuje bradami produkovať štyri typy antioxidačných pigmentov známych ako betalaine. Tieto pigmenty môžu neutralizovať niektoré škodlivé reaktívne chemikálie, ktoré spôsobujú žiarenie v bunkách a ktoré tvoria 60–70 % škodlivých účinkov žiarenia.
Autori ošetrili ľudské bunky jedným z betalaine Bärtierchen a zistili, že tieto bunky boli oveľa lepšie schopné prežiť žiarenie ako neošetrené bunky.
Žiadny dátum vypršania
Preskúmanie molekulárnych mechanizmov, ktoré umožňujú bradami tolerovať ďalšie extrémne podmienky, ako sú vysoké teploty, odstraňovanie vzduchu, dehydratácia a hlad, môžu mať ďaleko aplikácie, ktoré obracajú. Napríklad by mohla zlepšiť trvanlivosť citlivých látok, ako sú vakcíny. „Všetky vaše lieky majú dátum exspirácie - poznámky k lojniku,“ hovorí Goldstein.
Porovnanie týchto mechanizmov medzi rôznymi typmi brady je dôležitou súčasťou tohto výskumu, dodáva Nadja Møbjerg, fyziológ zvierat na univerzite v Kodani. „Nemáme dostatok vedomostí o rôznych typoch brady, ktoré existujú,“ hovorí.
Tieto zvieratá majú „množstvo ochranných látok, ktoré pravdepodobne ponúknu ešte zaujímavejšie a užitočné znalosti,“ hovorí Goldstein. „Chceme pochopiť, ako fungujú a aký potenciál majú.“
-
li. L. a kol. Science 386, EADL0799 (2024).