Oamenii de știință au descifrat recent un ingredient cheie în arsenalul de superputeri tardigrade, dezvăluind modul în care o proteină unică din poarta microscopică preferată a tuturor acționează ca o barieră împotriva radiațiilor dăunătoare.
Deși minuscule, târgradele sunt notoriu dure. Acestea pot condiționa condiții extreme, care ar ucide cele mai multe forme de viață, inclusiv expunerea la frig la îngheț, căldură curgătoare și la vid și radiații letale ale spațiului.
Dar care sunt secretele chimice care le conferă tardivradă aproape invulnerabilitatea lor? Pentru a răspunde la această întrebare, cercetătorii au privit îndeaproape un compus găsit doar în întârzieri: așa-numita proteină supresoare de daune sau Dsup.
Puterile de protecție ale acestei proteine au fost găsite anterior ca se extind dincolo de întârzieri; atunci când este adăugat la celulele umane, Dsup protejează împotriva daunelor cauzate de razele X. Și acum, oamenii de știință au descoperit cum Dsup se leagă de structurile cromozomilor și protejează ADN-ul de efectele nocive ale radiațiilor, au raportat cercetătorii într-un nou studiu.
„Am crezut că această proteină fascinantă într-un organism extrem ne-ar putea spune ceva nou pe care nu l-am obține de la proteinele obișnuite”, a declarat co-autorul studiului James Kadonaga, profesor cu Divizia de Științe Biologice la Universitatea din California, San Diego .
Deși întârzierile pot părea indestructibile, ele necesită apă pentru a fi active și pentru a se reproduce. În absența apei, se retrag într-o formă de animație suspendată numită stare tun, care expulza umiditatea din corpul lor și există într-un limbo pustiit până la întoarcerea condițiilor mai ospitaliere.
În calitate de tunuri, întârzierile sunt impermeabile față de majoritatea formelor de rău și chiar pot fi reînviate după decenii, posibil chiar și după petrecerea timpului pe Lună. Este posibil ca mii de tunuri să fi fost împrăștiate pe suprafața lunară, după ce sondajul lunar israelian Beresheet (care transporta o sarcină utilă de urși de apă desecate) s-a prăbușit pe 11 aprilie în timpul unei încercări eșuate de aterizare. În anumite condiții, în cazul în care au supraviețuit aterizării accidentului, acele întârzieri uscate prin congelare ar putea reveni la viață, a informat anterior Live Science.
Aparent indestructibil
Unele dintre proteinele care permit revigorarea tardigradelor după uscare se găsesc în alte organisme, dar Dsup este exclusiv pentru urșii de apă. Și în timp ce studiile anterioare au descoperit că această proteină a făcut celulele umane rezistente la radiațiile cu raze X, mecanismele modului în care Dsup a făcut asta au fost incerte.
În noul studiu, cercetătorii au descoperit că Dsup se leagă de o structură numită cromatină, un pachet care deține catenele lungi ale ADN-ului într-un pachet dens, Kadonaga a declarat la Live Science.
"Am descoperit că se leagă de cromatină. Apoi am întrebat:„ Cum o face rezistentă la razele X? ", A spus el.
Când celulele sunt scăldate în raze X, moleculele de apă se împart și formează particule extrem de reactive de oxigen și hidrogen numite radicali hidroxilici; acești radicali pot deteriora ADN-ul din interiorul celulelor, potrivit studiului.
„Ne-am gândit:„ De ce nu vedem doar dacă Dsup poate proteja ADN-ul de radicalii hidroxilici? ” Iar răspunsul este da, se poate ", a explicat Kadonaga. Dsup de mare energie are o structură asemănătoare norului; norul înconjoară plicul ADN de cromatină, blocând radicalii hidroxil și împiedicându-i să perturbe ADN-ul celular, au raportat cercetătorii.
„Acum, că știm cum a funcționat, acesta este un pas în pas pentru a-l utiliza potențial pentru aplicații practice”, a spus Kadonaga.
Stabilind împreună modul în care funcționează Dsup la niveluri din ce în ce mai precise, oamenii de știință îl pot folosi apoi ca un model pentru construirea altor tipuri de proteine - „versiuni mai bune ale Dsup” - care sunt și mai eficiente pentru protejarea celulelor de deteriorarea ADN-ului, a spus Kadonaga . Aceste noi proteine probabil nu vor fi folosite pentru a produce oameni care nu prezintă radiații, dar ar putea îmbunătăți duritatea celulelor cultivate care sunt utilizate pentru creșterea produselor farmaceutice, a adăugat el.
"Puteți avea celule mai durabile, celule cu o durată mai lungă de viață. Acesta ar putea fi un caz pentru punerea unei forme de Dsup în acea celulă", a spus el.
Descoperirile au fost publicate online marți (1 octombrie) în revista eLife.
