Но не позволяйте их мягкому внешнему виду обмануть вас. Эти микроскопические беспозвоночные очень устойчивы. Фактически, они считаются «экстремофилами», обладающими почти сверхмощными способностями защиты в суровых условиях. Что за этими возможностями?
Ученые из Калифорнийского университета в Сан-Диего получили новое понимание того, как тихоходки защищены в экстремальных условиях. Их выводы опубликованы в журнале eLife в октябре.
1, 2019.
Примерно при 0.Тихоходки размером от 1 до 1 миллиметра обитают в водных средах по всему миру, включая гористые, глубоководные и антарктические районы. Документально подтверждено, что они обладают замечательной способностью выживать в экстремальных условиях, от опасно высоких уровней радиации до пугающе низких температур и воздействия смертоносных химикатов.
Они даже были запущены в космос в рамках проекта по переносу форм жизни на Луну (и совершили там аварийную посадку с космическим кораблем Берешит в начале этого года).
Каролина Чавес (студентка, сейчас аспирант Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе), Гризель Крус-Бесерра (постдокторант), Цзя Фей (ассистент научного сотрудника проекта), Джордж А. Кассаветис (ученый-исследователь) и Джеймс Т. Кадонага (выдающийся профессор) из отдела биологических наук Калифорнийского университета в Сан-Диего использовал различные биохимические методы для исследования механизмов, лежащих в основе выживаемости тихоходок в экстремальных условиях.
Предыдущие исследования выявили белок под названием Dsup (белок подавления повреждений), который обнаружен только у тихоходок. Интересно, что когда Dsup тестируется на клетках человека, он может защитить их от рентгеновских лучей; однако неизвестно, как Dsup выполняет этот впечатляющий подвиг.
С помощью биохимического анализа команда Калифорнийского университета в Сан-Диего обнаружила, что Dsup связывается с хроматином, который является формой ДНК внутри клеток. После связывания с хроматином Dsup защищает клетки, образуя защитное облако, которое защищает ДНК от гидроксильных радикалов, производимых рентгеновскими лучами.
«Теперь у нас есть молекулярное объяснение того, как Dsup защищает клетки от рентгеновского излучения», – сказал Кадонага, выдающийся профессор и заведующий кафедрой образования и исследований в области наук о жизни. «Мы видим, что он состоит из двух частей: одна часть, которая связывается с хроматином, а остальная часть образует своего рода облако, которое защищает ДНК от гидроксильных радикалов."
Однако Кадонага не думает, что эта защита предназначалась специально для защиты от радиации.
Вместо этого, вероятно, это механизм выживания против гидроксильных радикалов в замшелой среде, в которой обитают многие наземные тихоходки. Когда мох высыхает, тихоходки переходят в спящее состояние обезвоживания, или «ангидробиоза», во время которого защита Dsup должна помочь им выжить.
Исследователи говорят, что новые открытия в конечном итоге могут помочь исследователям разработать клетки животных, которые могут жить дольше в экстремальных условиях окружающей среды. В биотехнологии эти знания могут быть использованы для увеличения прочности и долговечности клеток, например, для производства некоторых фармацевтических препаратов в культивируемых клетках.
«Теоретически кажется возможным, что оптимизированные версии Dsup могут быть разработаны для защиты ДНК во многих различных типах клеток», – сказал Кадонага. Таким образом, Dsup может использоваться в ряде приложений, таких как клеточная терапия и диагностические наборы, в которых повышенная выживаемость клеток полезна."
Статья eLife посвящена профессору Расселу Ф. Дулиттл, почетный профессор молекулярной биологии Калифорнийского университета в Сан-Диего и пионер в эволюции белков, который выполнил эволюционный анализ Dsup для нового исследования и руководил всем проектом.