Suche
Mein Konto
Nova tardigradna vrsta otkriva tajne otpornosti na zračenje
Novootkrivena vrsta tardigrada otkriva kako ova sićušna stvorenja mogu preživjeti ekstremno zračenje.
Nova tardigradna vrsta otkriva tajne otpornosti na zračenje
Novoopisana vrsta tardigrada daje znanstvenicima uvid u to što čini ova sićušna stvorenja s osam nogu tako otpornima na radijaciju.
Tardigradi, također poznati kao vodeni medvjedi, dugo su fascinirali znanstvenike svojom sposobnošću da prežive ekstremne uvjete, uključujući radijaciju na razinama gotovo 1000 puta većim od smrtonosne doze za ljude. Postoji oko 1500 poznatih vrsta tardigrada, ali samo je nekolicina dobro proučena.
Sada su znanstvenici sekvencirali genom znanstveno nove vrste i otkrili neke od molekularnih mehanizama koji tardigradima daju njihovu izvanrednu otpornost. Njihova studija, objavljena u Scienceu 24. listopada 1, identificira tisuće tardigradnih gena koji postaju aktivniji kada su izloženi zračenju. Ovi procesi sugeriraju sofisticirani obrambeni sustav koji štiti DNK od oštećenja koje uzrokuje zračenje i popravlja pukotine koje se dogode.
Autori se nadaju da se njihova otkrića mogu koristiti za zaštitu astronauta od radijacije tijekom svemirskih misija, čišćenje nuklearne kontaminacije ili poboljšanje liječenja raka.
"Ovo otkriće moglo bi pomoći u poboljšanju otpornosti ljudskih stanica na stres, što će koristiti pacijentima koji se podvrgavaju terapiji zračenjem", kaže Lingqiang Zhang, koautor studije i molekularni i stanični biolog na Pekinškom institutu za životnu medicinu.
Zaštitni geni
Prije otprilike šest godina, Zhang i njegovi kolege otišli su u planine Funiu u kineskoj provinciji Henan kako bi prikupili uzorke mahovine. U laboratoriju i pod mikroskopom identificirali su dosad nedokumentiranu vrstu tardigrada koju su nazvali Hypsibius henanensis. Sekvenciranje genoma pokazalo je da vrsta ima 14.701 gena, od kojih je 30% bilo jedinstveno za tardigrade.
Kada su istraživači izložili H. henanensis dozama zračenja od 200 i 2000 greya - što je daleko više od onoga što ljudi mogu preživjeti - otkrili su da je 2801 gen uključen u popravak DNK, diobu stanica i imunološke reakcije postao aktivan.
"To je kao u ratno vrijeme kada se tvornice preuređuju samo za proizvodnju streljiva. Gotovo je na razini na kojoj je reinženjering ekspresije gena", kaže Bob Goldstein, stanični biolog sa Sveučilišta Sjeverne Karoline u Chapel Hillu koji 25 godina proučava tardigrade. "Fascinirani smo kako organizam može promijeniti svoj genski izraz kako bi proizveo toliko transkripata za određene gene."
Jedan od gena, nazvan TRID1, kodira protein koji pomaže popraviti dvolančane lomove u DNK regrutiranjem specijaliziranih proteina na mjesta oštećenja. "Ovo je novi gen koji, koliko ja znam, nitko nije proučavao", kaže Goldstein.
Istraživači također procjenjuju da je 0,5-3,1% tardigradnih gena stečeno od drugih organizama kroz proces koji se naziva horizontalni prijenos gena. Gen nazvan DODA1, za koji se čini da dolazi iz bakterija, omogućuje tardigradima da proizvode četiri vrste antioksidativnih pigmenata poznatih kao betalaini. Ti pigmenti mogu neutralizirati neke od štetnih reaktivnih kemikalija koje zračenje uzrokuje u stanicama, a koje čine 60-70% štetnih učinaka zračenja.
Autori su tretirali ljudske stanice s jednim od tardigradnih betalaina i otkrili da su te stanice puno bolje podnijele zračenje od netretiranih stanica.
Nema roka valjanosti
Istraživanje molekularnih mehanizama koji omogućuju tardigradima da toleriraju druge ekstremne uvjete kao što su visoke temperature, nedostatak zraka, dehidracija i gladovanje moglo bi imati dalekosežne primjene. Na primjer, mogao bi poboljšati rok trajanja osjetljivih tvari kao što su cjepiva. "Svi vaši lijekovi imaju rok valjanosti - tardigrade nemaju", kaže Goldstein.
Usporedba ovih mehanizama između različitih tardigradnih vrsta važan je dio ovog istraživanja, dodaje Nadja Møbjerg, fiziologinja životinja sa Sveučilišta u Kopenhagenu. "Još nemamo dovoljno znanja o različitim vrstama tardigrada koje postoje", kaže ona.
Ove životinje imaju "mnoštvo zaštitnih spojeva koji će vjerojatno pružiti još zanimljivije i korisnije uvide", kaže Goldstein. "Želimo razumjeti kako rade i kakav potencijal imaju."
-
Li. L. i sur. Science 386, eadl0799 (2024).