Novi tardigrad podobni razkriva skrivnosti odpornosti na sevanje
Novi tardigrad podobni razkriva skrivnosti odpornosti na sevanje
Na novo opisana vrsta brade znanstvenikom daje vpogled v tisto, zaradi česar so ta drobna, osemletna bitja tako odporna na sevanje.
Bärtierchen, znan tudi kot vodni medvedi, imajo že dolgo fascinirane znanstvenike s svojo sposobnostjo preživeti ekstremne razmere, vključno z sevanjem na ravni, ki je skoraj 1000 -krat višja od smrtnega odmerka za ljudi. Obstaja približno 1.500 znanih bradatih, vendar je le peščica dobro pregledana.
Zdaj so znanstveniki sekvencirali genom znanstveno nov način in pokazali nekaj molekularnih mehanizmov, ki medvedom dajejo izjemno odpornost. Vaša študija, objavljena v Science 24. oktobra 1 Opredelite tisoče koretonskih genov, ki so bolj aktivni, ko so izpostavljeni radiaciji. Ti procesi kažejo na prefinjen obrambni sistem, ki ščiti DNK pred škodo, povzroča sevanje in popravila, ki se pojavijo.
Avtorji upajo, da se lahko njihove ugotovitve uporabljajo za zaščito astronavtov med vesoljskimi misijami pred sevanjem, za odpravo jedrske kontaminacije ali za izboljšanje zdravljenja raka.
"To odkritje bi lahko pomagalo izboljšati stresno odpornost človeških celic, kar koristi bolnikom, ki so podvrženi sevalni terapiji," pravi Lingqiang Zhang, soavtor študije ter molekularni in celični biolog na Pekinškem inštitutu za življenje.
zaščitni geni
Pred približno šestimi leti so se Zhang in njegovi sodelavci odpravili v gore Fiiu v kitajski provinci Henan, da bi zbrali vzorce mahov. V laboratoriju in pod mikroskopom so identificirali prej dokumentirane bradati živalske vrste, ki so jo poimenovali Hypsibius henanensis. Sekvenciranje genoma je pokazalo, da ima ART 14.701 gene, od tega 30 % edinstvenih za brade.
Ko so raziskovalci H. henanensis izpostavili sevalne škatle 200 in 2000 sivo-metrov, onkraj tistega, kar bi ljudje lahko preživeli-ugotovili so, da je bilo aktivnih 2.801 genov, ki sodelujejo pri popravilu DNK, delitvi celic in imunskih odzivih.
"To je kot v primeru vojne, ko se tovarne pretvorijo v proizvodnjo streliva. To je skoraj na ravni, na kateri se gensko izražanje preoblikuje," pravi Bob Goldstein, celični biolog na Univerzi v Severni Karolini v Chapel Hillu, ki že 25 let študira brade. "Fasciniramo nas, kako lahko organizem spremeni svojo gensko izražanje tako, da ustvari toliko prepisov za določene gene."
Eden od genov, imenovan TRID1, kodira beljakovine, ki pomaga popraviti prelome dvojnega pramena v DNK z zaposlovanjem specializiranih beljakovin na mestih poškodb. "To je nov gen, ki, kolikor vem, nihče ni preučil," pravi Goldstein.
Raziskovalci tudi ocenjujejo, da so 0,5–3,1 % bradatih genov pridobili drugi organizmi s postopkom, imenovanim vodoravnim gospodom. Gen, imenovan DODA1, ki očitno prihaja iz bakterij, omogoča brade, da proizvajajo štiri vrste antioksidantnih pigmentov, znanih kot Betalaine. Ti pigmenti lahko nevtralizirajo nekatere škodljive reaktivne kemikalije, ki povzročajo sevanje v celicah in ki predstavljajo 60–70 % škodljivih učinkov sevanja.
Avtorji so človeške celice zdravili z enim od betalaina Bärtierchen in ugotovili, da so te celice veliko bolje preživele sevanje kot neobdelane celice.
Datum izteka
Pregled molekulskih mehanizmov, ki bradi omogočajo, da prenašajo druge ekstremne razmere, kot so visoke temperature, odvzem zraka, dehidracija in lakota, bi lahko imela aplikacije, ki se ukvarjajo z daleč. Na primer, lahko izboljša trajnost občutljivih snovi, kot so cepiva. "Vsa vaša zdravila imajo datum izteka - nosilce," pravi Goldstein.
Primerjava teh mehanizmov med različnimi vrstami brade je pomemben del te raziskave, doda Nadja Møbjerg, fiziolog živali na Univerzi v Kopenhagnu. "Nimamo dovolj znanja o različnih vrstah brade, ki obstajajo," pravi.
Te živali imajo "veliko zaščitnih snovi, ki bodo verjetno ponudile še bolj zanimivo in koristno znanje," pravi Goldstein. "Želimo razumeti, kako delujejo in kakšen potencial imajo."
- >
-
li. L. et al. Science 386, EADL0799 (2024).