Nueva especie de tardígrado revela secretos de resistencia a la radiación

Nueva especie de tardígrado revela secretos de resistencia a la radiación

Una especie de tardígrado recientemente descrita está dando a los científicos una idea de lo que hace que estas pequeñas criaturas de ocho patas sean tan resistentes a la radiación.

Los tardígrados, también conocidos como osos de agua, han fascinado durante mucho tiempo a los científicos por su capacidad para sobrevivir en condiciones extremas, incluida la radiación a niveles casi 1.000 veces superiores a la dosis letal para los humanos. Hay alrededor de 1.500 especies conocidas de tardígrados, pero sólo unas pocas están bien estudiadas.

Ahora los científicos han secuenciado el genoma de una especie científicamente nueva y han revelado algunos de los mecanismos moleculares que dan a los tardígrados su extraordinaria resiliencia. Su estudio, publicado en Science el 24 de octubre 1, identifica miles de genes tardígrados que se vuelven más activos cuando se exponen a la radiación. Estos procesos sugieren un sofisticado sistema de defensa que protege el ADN del daño que causa la radiación y repara las roturas que se producen.

Los autores esperan que sus hallazgos puedan usarse para proteger a los astronautas de la radiación durante las misiones espaciales, limpiar la contaminación nuclear o mejorar el tratamiento del cáncer.

"Este descubrimiento podría ayudar a mejorar la resistencia al estrés de las células humanas, lo que beneficiará a los pacientes sometidos a radioterapia", afirma Lingqiang Zhang, coautor del estudio y biólogo molecular y celular del Instituto de Lifeómica de Beijing.

Genes protectores

Hace unos seis años, Zhang y sus colegas fueron a las montañas Funiu en la provincia china de Henan para recolectar muestras de musgo. En el laboratorio y bajo el microscopio, identificaron una especie de tardígrado no documentada previamente, a la que llamaron Hypsibius henanensis. La secuenciación del genoma mostró que la especie tenía 14.701 genes, el 30% de los cuales eran exclusivos de los tardígrados.

Cuando los investigadores expusieron a H. henanensis a dosis de radiación de 200 y 2.000 grises, mucho más allá de lo que los humanos podrían sobrevivir, descubrieron que se activaban 2.801 genes implicados en la reparación del ADN, la división celular y las respuestas inmunitarias.

"Es como en tiempos de guerra, cuando las fábricas se reequipan para producir sólo municiones. Es casi al nivel en que se rediseña la expresión genética", dice Bob Goldstein, biólogo celular de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill que ha estudiado los tardígrados durante 25 años. "Estamos fascinados por cómo un organismo puede cambiar su expresión genética para producir tantas transcripciones de ciertos genes".

Uno de los genes, llamado TRID1, codifica una proteína que ayuda a reparar roturas de doble hebra en el ADN mediante el reclutamiento de proteínas especializadas en los sitios dañados. "Se trata de un gen nuevo que, hasta donde yo sé, nadie ha estudiado", dice Goldstein.

Los investigadores también estiman que entre el 0,5 y el 3,1% de los genes tardígrados se adquirieron de otros organismos mediante un proceso llamado transferencia horizontal de genes. Un gen llamado DODA1, que parece provenir de una bacteria, permite a los tardígrados producir cuatro tipos de pigmentos antioxidantes conocidos como betalaínas. Estos pigmentos pueden neutralizar algunas de las sustancias químicas reactivas nocivas que la radiación provoca en las células, que representan entre el 60% y el 70% de los efectos nocivos de la radiación.

Los autores trataron células humanas con una de las betalaínas tardígradas y descubrieron que estas células eran mucho más capaces de sobrevivir a la radiación que las células no tratadas.

Sin fecha de vencimiento

La investigación de los mecanismos moleculares que permiten a los tardígrados tolerar otras condiciones extremas, como altas temperaturas, falta de aire, deshidratación e inanición, podría tener aplicaciones de gran alcance. Por ejemplo, podría mejorar la vida útil de sustancias sensibles como las vacunas. "Todos sus medicamentos tienen una fecha de vencimiento; los tardígrados no", dice Goldstein.

Comparar estos mecanismos entre diferentes especies de tardígrados es una parte importante de esta investigación, añade Nadja Møbjerg, fisióloga animal de la Universidad de Copenhague. "Aún no tenemos suficiente conocimiento sobre las diferentes especies de tardígrados que existen", afirma.

Estos animales tienen "una gran cantidad de compuestos protectores que probablemente proporcionarán información aún más interesante y útil", dice Goldstein. "Queremos entender cómo funcionan y qué potencial tienen".

1. Li. L. et al. Ciencia 386, eadl0799 (2024).

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