Тихоходки подарували людським клітинам стійкість до радіації
Водні ведмеді або тихоходки (Tardigrade) - Це пухкі мікроскопічні тварини розміром з піщинку, які хоч і близькі до нематод і членистоногих за окремими ознаками, але не відносяться ні до тих, ні до інших. Всього налічується більше тисячі видів тихоходок. Вони мешкають в морських і прісних водоймах, а також на суші у вологих місцях, тобто вода для них - це невід`ємна умова для благополучного зростання і розмноження.
Тихоходки під мікроскопом. Фото Schokraie E. et al. / Wikipedia Commons.
Зовні водні ведмеді нагадують щось середнє між гусеницею і голим землекопів і дуже гармонійно виглядали б в якому-небудь фільмі про прибульців. Але головне, що тихоходки вражають уяву своєю здатністю до виживання в екстремальних умовах.
Їм не страшний ні холод, ні спека, ні шалений тиск, ні радіаційне випромінювання. Ці дивні створіння були запущені у відкритий космос і деякі з них після повернення змогли дати здорове потомство. В одному з експериментів тихоходок помістили на 26 годин в ванну з рідким азотом при температурі мінус 253 С. І все, що було потрібно, щоб повернути їх до життя - це кілька крапель води. До слова, найнижча температура, зафіксована на Землі, а саме в Антарктиді, - це всього лише мінус 89,2 С, так що "запас міцності" у тихоходок надзвичайний.
Людині такі подвиги, м`яко кажучи, не під силу. Тому дослідники з усіх сил намагаються вивідати у тихоходок їхні секрети.
При попаданні в екстремальну ситуацію водні ведмеді не намагаються до неї пристосуватися, а впадають в анабіоз, тобто у них тимчасово в 10 тисяч разів сповільнюється обмін речовин. При цьому тіло тихоходок втрачає майже всю рідину. До сих пір вчені до кінця не можуть розібратися, як вони це роблять і які молекулярні механізми лежать в основі цих процесів.
Водяні ведмеді або тихоходки - загальновизнані чемпіони з виживання в екстремальних умовах.
Фото Build It / Flickr.
Більшість фахівців сходяться на думці, що ключем до успіху тихоходок є їх підвищена здатність відновлювати пошкоджену ДНК, особливо при виході зі стану крайньої всихання.
Для того щоб краще зрозуміти, що відбувається в організмі водних ведмедів, дослідники вводять їх гени в клітинні культури ссавців, в тому числі і людини. Саме так і вчинила команда молекулярних біологів з Японії, очолювана Такекадзу Куніедой (Takekazu Kunieda) з Університету Токіо.
Для початку вчені секвенували (визначили точну будову) геном тихоходок виду Ramazzottius varieornatus. Представники саме цього виду вважаються найвитривалішими водними ведмедями. Надалі, експериментуючи з клітинами людини і генами тихоходок, дослідники виявили, що своєрідним "захисним щитом" для ДНК тварин в разі висихання і впливу радіації служить білок, відомий як Dsup.
Більш того, клітини людини, в яких він був присутній, самі по собі були здатні пригнічувати руйнівну дію радіації на ДНК на 40%. Про це дійсно дивовижне відкриття повідомляється в статті, опублікованій в виданні Nature Communications.
Фахівці вважають, що нові результати можуть мати важливе значення для медицини. Вони відкривають дорогу до підвищення стресостійкості людських клітин, що в один прекрасний день може допомогти людям, які проходять курс радіаційної терапії.
Цікаво, що дані японських фахівців ставлять крапку в одному більш ранньому спірному дослідженні, щодо тихоходок. Його автори секвенували геном іншого виду водних ведмедів - Ramazzottius hypsibius. Тоді вчені встановили, що майже п`ята частина генів тихоходок запозичена у інших тварин і рослин, тобто придбана в процесі так званого горизонтального переносу.
На основі отриманих результатів була висунута теорія про те, що саме високий відсоток чужорідних генів і забезпечує унікальну живучість тихоходок. Противники висновків знайшлися відразу. Вони були впевнені, що вихідні зразки були просто забруднені. Аналіз Куніеди, проведений з точністю в 100 разів більшою, ніж спірне дослідження, виявив всього лише 1,2% запозичень.
І, оскільки горизонтальний перенос генів виявився ні при чому, молекулярним біологам і іншим фахівцям доведеться ще чимало попрацювати, щоб розібратися в такому багатому на сюрпризи матеріалі, як геном тихоходки.
