Интересные темы:

Гаджеты

Немного интересного:

Как тихоходки защищаются от радиации

02.09.2011 Наука и жизнь

У сверхустойчивых «водяных медведей» нашли белок, что защищает их ДНК от поломок, вызываемых обезвоживанием и радиацией.

Самыми выносливыми многоклеточными существами на Земле в далеком прошлом признали тихоходок – необычных созданий размером от 0,1 до 1,5 мм. В английской литературе их довольно часто именуют «водяными медведями», как их почему-то назвал один натуралист финиша XVIII века. Снаружи они похожи одновременно и на членистоногих, и на некоторых червей, но их строение так необычно, что тихоходок выделили в отдельный тип животных.

Тихоходка. (Фото jakattack555 / www.flickr.com/photos/johnkrukar/11246132746.) Тихоходка. (Фото Spencer.2010 / www.flickr.com/photos/52834245@N07/5225819302.) Готовясь переждать нехорошие времена, тихоходки округляются, уменьшаются в размерах, втягивают ноги и теряют практически всю воду. (Фото University семь дней Tokyo.)‹ ›

На первый взгляд, в их образе судьбы нет ничего необыкновенного: предпочитают жить в том месте, где влажно, и питаются, высасывая содержимое клеток растений, водорослей или других тихоходок.Как тихоходки защищаются от радиации Но, как выяснилось, их возможно отыскать в буквальном смысле везде: в Гималайских горах на высоте 6000 м, в океане на глубине 4000 м, в ледниках, в тёплых источниках. Такая свойство жить в совсем различных условиях, разумеется, связана с неприхотливостью, выносливостью, стрессоустойчивостью.

Но, в то время, когда выносливость тихоходок стали изучать более внимательно, для биологов настала пора всерьёз удивиться: оказалось, что тихоходки пара месяцев смогут выдерживать температуру жидкого кислорода (-193°С), что они выдерживают давление 6000 воздухов и выдерживают дозу радиоактивного излучения, которая более чем в тысячу раза больше той, что смертельна для человека. «Водяных медведей» отправляли в открытый космос, откуда многие из них возвращались живыми а также относительно удачно размножались.

Конечно, сходу стало весьма интересно, как это всё тихоходкам удаётся. Появилась догадка, что они сверхустойчивы благодаря особенной форме анабиоза: пребывав в неактивном, «дремлющем» состоянии, тихоходки теряют чуть ли не всю воду (количество воды в анабиозе образовывает всего 1 процентов от обычного), и вот такое необыкновенное обезвоживание оказывает помощь им выдерживать самые негативные события.

Но дегидратация сама по себе страшна для ДНК, которая из-за высушивания начинает довольно часто рваться, и у тихоходок должны быть какие-то белки, каковые защищают либо восстанавливают повреждённую пересушенную ДНК. Иначе, те же самые белки имели возможность бы защищать геном и от радиоактивного излучения, которое снова же провоцирует разрывы в ДНК-цепочках.

Кое-какие исследователи утверждали, что им удалось найти в геноме тихоходок множество «чужих» генов, а также от архей и бактерий-экстремофилов, каковые обожают жить в экстремальных условиях – сам собой напрашивался вывод, что такие позаимствованные гены оказывают помощь тихоходкам переносить и давление, и низкие температуры, и другое.

Но позже эти результаты были оспорены, поскольку появилось подозрение, что «чужая» ДНК, которая якобы имеется в геноме «водяных медведей», вправду чужая, другими словами представляет собой очевидное загрязнение, появившееся из-за несовершенства методики опыта либо не через чур аккуратного его выполнения.

Статья японских исследователей, опубликованная пару дней назад в Nature Communications, во многом отвечает на вопрос, из-за чего тихоходки так выносливы. Такекадзу Куниэда (Takekazu Kunieda) из Токийского университета и Атцуси Тоёда (Atsushi Toyoda) из Национального университета генетики вместе с сотрудниками проанализировали ДНК Ramazzottius varieornatus, чуть ли не самой выносливой их тихоходок, и заключили, что чужие гены составляют около 1,2 процентов её генома.

Иными словами, масштабных генетическими заимствований в геноме тихоходок нет. Потом авторам работы удалось узнать, что при обезвоживании никаких значительных трансформаций в генетической активности у этих животных не происходит. Активность генов оценивали по их транскрипции, другими словами по количеству информационных РНК-копий, синтезируемых на участках ДНК и служащих матрицами для предстоящей сборки белков.

И на уровне транскрипции, по крайней мере, было незаметно, дабы обезвоживание запускало у «водяных медведей» некие особенные гены.

Но всё-таки какие-то механизмы стрессоустойчивости у тихоходок так как имеется? И вот самое занимательное удалось найти, в то время, когда стали искать конкретные гены, каковые отвечали бы за их сверхвыносливость. Различные участки генома тихоходок помещали в человека и клетки дрозофил, по окончании чего контролировали, повысится ли их устойчивость к ионизирующему излучению.

В следствии удалось выйти на ген, названный Dsup.

Белок, кодируемый геном Dsup, по последовательности аминокислот не похож ни на какие конкретно другие узнаваемые белки. Наряду с этим он как-то защищает ДНК от повреждений, каковые смогут с ней произойти при иссушении либо при ионизирующей радиации – в случае если белок Dsup имеется в клетке, в ДНК появляется меньше разрывов. У людских клеток с Dsup в устойчивость к рентгеновскому излучению увеличивалась на 40 процентов.

Очевидно, ДНК самих тихоходок в присутствии Dsup также была намного более устойчивой к разрывам.

Радиация может повреждать геном двумя методами: или напрямую, раскачав энергию химических связей в ДНК, или опосредованно, через активные формы кислорода, каковые появляются в клетке под действием ионизирующего излучения и каковые портят биомолекулы, среди них и ДНК. Оказалось, что Dsup защищает как от прямого радиационного вреда, так и от косвенного.

Исследователям удалось узнать, что данный белок конкретно связывается с ДНК и сидит на ней чуть ли не неизменно, но конкретный механизм того, как он её защищает, пока неясен. Возможно, он трудится сам, быть может, облегчает работу ферментам репарирующих совокупностей, каковые смотрят за целостностью генома и чья задача – вовремя ремонтировать всяческие ДНК-недостатки.

Разумеется, что полученные результаты воображают интерес не только с позиций фундаментальной науки. Многие заболевания (к примеру, рак) появляются по причине того, что защитные совокупности отечественных клеток не смогут совладать с накапливающимися повреждениями в ДНК. Быть может, Dsup в будущем окажет помощь нам решить последовательность медицинских неприятностей; и, в случае если дать волю воображению, возможно представить, как генетически модифицированные космонавты с белком тихоходки в трудятся под открытым небом Марса, никак не опасаясь космической радиации.

Создатель: Кирилл Стасевич

Источник: nkj.ru

Случайные записи:

Тихоходка в космосе


Похожие статьи, которые вам понравятся:

Tags:  , ,