Шта ове мале „водене медведе“ чини тако тешким? Брзо поправљају сломљену ДНК.

Да би упознала своју децу са скривеним чудима животињског царства пре неколико година, Анне де Сиен је ушла у своју башту у Паризу. Др Де Циан, молекуларни биолог, сакупио је комаде алги, затим се вратио унутра, натопио их водом и ставио под микроскоп. Њена деца су кроз објектив зурила у чудна осмоножна створења која су се пењала преко маховине.

„Били су импресионирани“, рекао је др Де Циан.

Али она није завршила са малим чудовиштима, познатим као тардигради. Она их је донела у своју лабораторију у Француском националном природњачком музеју, где их је она и њене колеге погодиле гама зрацима. Експлозије су биле стотине пута веће од радијације потребног да се човек убије. Међутим, тардигради су преживели и наставили живот као да се ништа није догодило.

Научници су одавно знали да су тардигради необично отпорни на зрачење, али тек сада су др де Сијен и други истраживачи открили њихове тајне преживљавања. Чини се да је тардиград вешт у молекуларној поправци, способан да брзо поново састави гомиле сломљене ДНК, према студији објављеној у петак и још једној раније ове године.

Научници су вековима покушавали да пробију одбрану тардиграда. Године 1776. Лаззаро Спалланзани, италијански природњак, описао је како животиње могу постати потпуно суве, а затим оживети прскањем воде. У наредним деценијама, научници су открили да тардигради могу да издрже притисак, дубоко смрзавање, па чак и лет у свемир.

Године 1963, тим француских истраживача је открио да тардигради могу да издрже огромне експлозије рендгенских зрака. У недавним студијама, истраживачи су открили да неке тардиградне врсте могу да издрже дозу зрачења 1.400 пута већу од оне која би била потребна да се особа убије.

Радијација је смртоносна јер разбија ланце ДНК. Високоенергетски зраци који ударају у молекул ДНК могу изазвати директно оштећење; Такође може изазвати хаос сударајући се са другим молекулом унутар ћелије. Овај измењени молекул може да нападне ДНК.

Научници сумњају да би тардигради могли спречити или преокренути ову штету. Истраживачи са Универзитета у Токију су открили 2016 Открио је протеин под називом Дсуп, који изгледа да штити гене тардиграде од енергетских зрака и залуталих молекула. Истраживачи су тестирали своју хипотезу стављајући Дсуп у људске ћелије и бомбардујући их рендгенским зрацима. Дсуп ћелије су биле мање оштећене од ћелија без тардиградног протеина.

Ово истраживање је изазвало интересовање др Де Циана за тардиграде. Она и њене колеге проучавале су животиње које је сакупила у својој башти у Паризу, заједно са врстом пронађеном у Енглеској и трећом са Антарктика. Како су јавили У јануару су гама зраци уништили ДНК тардиграда, али нису успели да их убију.

Кортни Кларк Хачтел, биолог са Универзитета Северне Каролине у Ешвилу, и њене колеге су независно откриле да тардигради Завршио сам са сломљеним генима. Њихова студија објављена је у петак у часопису Цуррент Биологи.

Ови резултати сугеришу да сам Дсуп не спречава оштећење ДНК, иако је могуће да протеини пружају делимичну заштиту. Тешко је знати са сигурношћу јер научници још увек смишљају како да спроводе експерименте на тардиградима. Они не могу да конструишу животиње без Дсуп гена, на пример, да виде како се носе са зрачењем.

„Желели бисмо да урадимо овај експеримент“, рекао је Жан-Пол Конкорде, асистент др де Сијена у музеју. „Али оно што можемо да урадимо са тардиградима је и даље прилично примитивно.“

Две нове студије откривају још један трик за тардиграде: они брзо поправљају сломљену ДНК.

Након што су тардигради изложени зрачењу, њихове ћелије користе стотине гена да направе нови сет протеина. Многи од ових гена су познати биолозима, јер их друге врсте – укључујући и нас – користе за поправку оштећене ДНК.

Наше ћелије непрестано поправљају гене. Низови ДНК у типичној људској ћелији пуцају око 40 пута дневно, и сваки пут наше ћелије морају да их поправе.

Тардигради праве ове стандардне протеине за поправку у запањујућим количинама. „Мислила сам да је ово смешно“, присећа се др Кларк Хахтел када је први пут измерила нивое.

Др Де Циан и њене колеге су такође откриле да зрачење узрокује да тардиграде производе низ протеина који се не налазе код других животиња. За сада, њихове функције остају углавном мистерија.

Научници су за проучавање изабрали посебно богат протеин, назван ТРД1. Када се унесе у људске ћелије, чинило се да помаже ћелијама да се одупру оштећењу њихове ДНК. Др Конкордет је спекулисао да би ТРД1 могао да се ухвати за хромозоме и задржи их у исправном облику, чак и када им се праменови почну распадати.

Проучавање протеина као што је ТРД1 не само да ће открити моћ тардиграда, већ може довести и до нових идеја о томе како се лече медицински поремећаји, рекао је др Конкордет. Оштећење ДНК игра улогу у многим врстама рака, на пример. „Било које трикове које они користе могли би имати користи од њих“, рекао је др Конкордет.

Др Конкордет и даље сматра чудним да су тардигради тако добри у преживљавању радијације. На крају крајева, не морају да преживљавају у нуклеарним електранама или пећинама обложеним уранијумом.

„Ово је једна од великих мистерија: зашто су ови организми уопште отпорни на зрачење?“ Рекао је.

Др Конкордет је рекао да би супермоћ ове тардиграде могла бити само необична случајност. Дехидрација такође може разбити ДНК, тако да тардигради могу користити свој оклоп и поправљати протеине за борбу против дехидрације.

Иако паришки парк може изгледати као место за живот, др Конкорде је рекао да би могао да представља много изазова за тардиграде. Чак би и нестанак росе сваког јутра могао бити катастрофа.

„Не знамо какав је живот тамо у маховини“, рекао је он.