Niesporczaki to wyjątkowo utalentowane stworzenia. Zwłaszcza jeśli chodzi o zdolności do przetrwania. Istoty te tolerują naprawdę ekstremalne warunki, w których większość form życia nie dałaby sobie rady. Teraz naukowcy poznali sekret ich supermocy, a przynajmniej jego część: niesporczaki tworzą osłonę białkową, która pozawala im przetrwać niebezpiecznie wysoki poziom promieniowania rentgenowskiego bez szkody dla zdrowia.
Niesporczaki to bardzo małe żyjątka o wielkości nie przekraczającej milimetra. Żyją niemal wszędzie, ale najchętniej zasiedlają środowiska wodne. Z tego też powodu bywają nazywane „niedźwiadkami wodnymi”. Ale najbardziej znane są z tego, że potrafią przeżyć w niemal każdych warunkach.
Niesporczaki uznawane są za stworzenia najbardziej odporne na warunki zewnętrzne. Potrafią przetrwać w ekstremalnie niskich temperaturach. Zniosą ciśnienie tysięcy atmosfer. Obejdą się bez wody przez dziesiątki lat. Mogą również tolerować wysoki poziom promieniowania jonizującego i ekspozycję na różnego rodzaju chemikalia. No i są jedyną znaną nam formą życia, które przetrwało w przestrzeni kosmicznej. Ale co sprawia, że niesporczaki są niemal niezniszczalne?
Naukowcy z University of California w San Diego zdobyli nowe informacje dotyczące tego, w jaki sposób niesporczaki mogą przetrwać w ekstremalnych warunkach. Ich odkrycia zostały opublikowane w czasopiśmie „eLife” .
Uczeni zastosował różne techniki biochemiczne, aby zbadać mechanizmy leżące u podstaw niesamowitych zdolności niesporczaków. We badaniach z 2016 roku odkryto unikatowe dla tych stworzeń białko zwane Dsup (damage suppressor). Gdy naukowcy dodali w laboratorium Dsup do komórek ludzkich, okazało się, że pozwala im to wytrzymać niebezpieczny poziom promieniowania rentgenowskiego. Jednak do tej pory naukowcy nie mieli pojęcia, jak działa to białko.
Dzięki analizie biochemicznej zespół UC San Diego odkrył, że Dsup wiąże się z chromatyną – włóknistą substancją znajdującą się w komórkach zbudowaną częściowo z DNA, tworząc barierę ochronną, która zapobiega uszkodzeniu komórek. Tak zbudowana tarcza chroni DNA przed rodnikami hydroksylowymi, wytwarzanymi przez promieniowanie rentgenowskie.
- Mamy teraz molekularne wyjaśnienie, w jaki sposób Dsup chroni komórki przed promieniowaniem rentgenowskim - powiedział biolog molekularny James Kadonaga. - Widzimy, że Dsup ma dwie części, jedna część wiąże się z chromatyną, a reszta tworzy rodzaj chmury, która chroni DNA przed rodnikami hydroksylowymi – dodał.
Rodniki hydroksylowe przedostają się do komórek, które zostały wystawione na działanie toksycznych substancji chemicznych. Powstają również w komórkach w wyniku promieniowania jonizującego i uszkadzają DNA. Ale Kadonaga uważa, że ta bariera nie wyewoluowała do ochrony przed promieniowaniem. Bardziej prawdopodobne jest to, że ten mechanizm przetrwania powstał przeciwko rodnikom hydroksylowym w omszałych środowiskach zamieszkałych przez niesporczaki. Kiedy mech wysycha, niesporczaki przechodzą w stan uśpienia. Białko Dsup może być zatem adaptacją chroniącą nie przed promieniowaniem, ale przed rodnikami hydroksylowymi wytwarzanymi w suchym środowisku.
Naukowcy twierdzą, że nowe odkrycia mogą ostatecznie pomóc im w opracowaniu komórek zwierzęcych, które będą mogły przetrwać w ekstremalnych warunkach środowiskowych. W biotechnologii tę wiedzę można wykorzystać do zwiększenia trwałości i długowieczności komórek, na przykład do produkcji niektórych farmaceutyków w hodowlach komórkowych.
- Teoretycznie wydaje się możliwe, że zoptymalizowane wersje Dsup mogłyby zostać zaprojektowane do ochrony DNA w wielu różnych typach komórek - przyznał Kadonaga. - Dsup może mieć szereg zastosowań, takich jak terapie komórkowe i zestawy diagnostyczne, w których korzystne jest zwiększenie przeżycia komórek – zaznaczył.
Niezależnie od tego, w jaki sposób i dlaczego ewoluował mechanizm Dsup, wciąż poznajemy więcej na temat mechanizmów przetrwania stosowanych przez niesporczaki. Być może pewnego dnia będziemy w stanie wykorzystać ich niesamowite zdolności dla siebie.
Źródło: University of California, San Diego, fot. Willow Gabriel, Goldstein Lab/ Wikimedia Commons/ CC BY-SA 2.5
