Co dělá tyto malé „vodníky“ tak odolnými? Rychle opravují rozbitou DNA.

Co dělá tyto malé „vodníky“ tak odolnými?  Rychle opravují rozbitou DNA.

Aby Anne de Sien před několika lety představila svým dětem skryté zázraky zvířecí říše, vydala se do své zahrady v Paříži. Dr. De Cian, molekulární biolog, nasbíral kousky řas, pak se vrátil dovnitř, namočil je do vody a umístil pod mikroskop. Její děti zíraly přes objektiv na podivné osminohé tvory šplhající po mechu.

„Byli ohromeni,“ řekl Dr. De Cian.

Ale ještě neskončila s těmi malými příšerkami, známými jako tardigrady. Přinesla je do své laboratoře ve francouzském Národním přírodovědném muzeu, kde je se svými kolegy zasáhla gama paprsky. Výbuchy byly stokrát větší než radiace potřebná k zabití člověka. Tardigrades však přežili a pokračovali ve svém životě, jako by se nic nestalo.

Vědci již dlouho věděli, že tardigrady jsou podivně odolné vůči radiaci, ale teprve nyní Dr. De Cien a další výzkumníci objevili tajemství jejich přežití. Podle studie zveřejněné v pátek a další začátkem tohoto roku se zdá, že tardigrade je zběhlý v molekulární opravě, dokáže rychle znovu sestavit hromady rozbité DNA.

Vědci se po staletí pokoušeli proniknout do obrany tardigradů. V roce 1776 popsal italský přírodovědec Lazzaro Spallanzani, jak se zvířata mohou úplně vyschnout a poté je oživit sprškou vody. V následujících desetiletích vědci zjistili, že tardigrady mohou odolat drtivému tlaku, hlubokým mrazům a dokonce i letu do vesmíru.

V roce 1963 tým francouzských výzkumníků zjistil, že tardigrady mohou odolat masivním náporům rentgenového záření. V nedávných studiích vědci zjistili, že některé druhy tardigradů mohou odolat dávce záření 1400krát vyšší, než jaká by byla potřebná k zabití člověka.

Záření je smrtící, protože rozbíjí řetězce DNA. Vysokoenergetické paprsky dopadající na molekulu DNA mohou způsobit přímé poškození; Může také způsobit chaos tím, že se srazí s jinou molekulou uvnitř buňky. Tato změněná molekula může napadnout DNA.

READ  Nejstarší pozůstatky moderního člověka jsou mnohem starší, než se dříve myslelo

Vědci se domnívají, že tardigrady by mohly tomuto poškození zabránit nebo ho zvrátit. V roce 2016 objevili vědci z Tokijské univerzity Objevil protein zvaný Dsup, který podle všeho chrání geny tardigradu před energetickými paprsky a bludnými molekulami. Vědci testovali svou hypotézu vložením Dsup do lidských buněk a jejich bombardováním rentgenovými paprsky. Dsup buňky byly méně poškozené než buňky bez tardigradového proteinu.

Tento výzkum podnítil zájem Dr. De Cian o tardigrady. Ona a její kolegové studovali zvířata, která shromáždila na své zahradě v Paříži, spolu s druhem nalezeným v Anglii a třetí z Antarktidy. Jak hlásili V lednu gama záření zničilo DNA tardigradů, ale nedokázalo je zabít.

Courtney Clark Hachtel, bioložka z University of North Carolina Asheville, a její kolegové nezávisle zjistili, že tardigrady Skončil jsem se zlomenými geny. Jejich studie byla zveřejněna v pátek v časopise Current Biology.

Tyto výsledky naznačují, že samotný Dsup nezabrání poškození DNA, i když je možné, že proteiny poskytují částečnou ochranu. Je těžké to vědět jistě, protože vědci stále zjišťují, jak provádět experimenty na tardigradech. Nemohou například zkonstruovat zvířata bez genu Dsup, aby viděli, jak se vypořádávají s radiací.

„Rádi bychom provedli tento experiment,“ řekl Jean-Paul Concordet, asistent Dr. de Ciena v muzeu. „Ale to, co můžeme dělat s tardigrady, je stále docela primitivní.“

Dvě nové studie odhalují další trik pro tardigrady: rychle opravují rozbitou DNA.

Poté, co jsou tardigrady vystaveny záření, jejich buňky používají stovky genů k výrobě nové várky proteinů. Mnohé z těchto genů znají biologové, protože jiné druhy – včetně nás – je používají k opravě poškozené DNA.

Naše buňky neustále opravují geny. Řetězce DNA v typické lidské buňce se zlomí asi 40krát denně a pokaždé je naše buňky musí opravit.

READ  Protiklady se přitahují, rády odpuzují? Vědci převracejí základní princip fyziky

Tardigrades vyrábí tyto standardní opravné proteiny v úžasných množstvích. „Přišlo mi to směšné,“ vzpomněla si doktorka Clark Hachtel, když poprvé měřila své hladiny.

Dr. De Cian a její kolegové také objevili, že záření způsobuje, že tardigrady produkují řadu proteinů, které se nenacházejí u jiných zvířat. Jejich funkce zatím zůstávají většinou záhadou.

Vědci si ke studiu vybrali zvláště hojný protein nazvaný TRD1. Když byl zaveden do lidských buněk, zdálo se, že pomáhá buňkám odolávat poškození jejich DNA. Dr. Concordet spekuloval, že TRD1 by se mohl zachytit na chromozomech a udržet je ve správném tvaru, i když se jejich vlákna začnou třepit.

Studium proteinů jako TRD1 nejen odhalí sílu tardigradů, ale může také vést k novým nápadům, jak léčit zdravotní poruchy, řekl Dr. Concordet. Poškození DNA hraje roli například u mnoha typů rakoviny. „Všechny triky, které použijí, bychom mohli využít,“ řekl Dr. Concordet.

Dr. Concordetovi stále připadá zvláštní, že tardigrady jsou tak dobré v přežití radiace. Nemusí totiž přežívat v jaderných elektrárnách nebo jeskyních vystlaných uranem.

„Toto je jedna z velkých záhad: Proč jsou tyto organismy vůbec odolné vůči radiaci?“ Řekl.

Dr. Concordet řekl, že superschopnost této tardigrade může být jen neobvyklá náhoda. Dehydratace může také rozložit DNA, takže tardigradové mohou používat své brnění a opravovat proteiny k boji proti dehydrataci.

I když se pařížský park může zdát jako snadné místo k životu, Dr. Concordet řekl, že by pro tardigrades mohl představovat spoustu problémů. Dokonce i to, že každé ráno mizí rosa, může být katastrofou.

„Nevíme, jaký je život tam venku v mechu,“ řekl.

You May Also Like

About the Author: Waldo Kemp

"Hudební učenec. Spisovatel. Zlý slanina evangelista. Hrdý twitter narkoman. Myslitel. Milovník internetu. Jemně okouzlující hráč."

Napsat komentář

Vaše e-mailová adresa nebude zveřejněna. Vyžadované informace jsou označeny *