Виявлено метод покращення стійкості організму: яка істота несе в собі цей генетичний ключ?
Науковці відкрили білок, що належить до найстійкішої істоти на планеті, що спонукало їх до розробки інноваційних підходів у лікуванні раку та серцево-судинних недуг. Яка ж це тварина?
Тихоходки, які також називають водяними ведмедями або моховими поросятами, є мікроскопічними організмами, здатними до вражаючого виживання. Раніше проведені дослідження довели, що ці істоти витримують високі температури, надзвичайно низькі градуси та величезний тиск. Вони єдині з тварин, які можуть вижити у відкритому космосі, повідомляє Science Alert.
У Фокус. Технології з'явився свій Telegram-канал. Підписуйтесь, щоб не пропускати найсвіжіші та найзахопливіші новини зі світу науки!
Ще одне цікаве відкриття полягає в тому, що тихоходки можуть витримувати рівні радіації, які в 2000 разів перевищують ті, що є переносимими клітинами людини. Це викликало великий інтерес у науковців, які прагнуть зрозуміти механізми, що дозволяють цим мікроскопічним істотам виживати в таких екстремальних умовах.
У дослідженні, проведеному в 2016 році, науковцям вдалося виявити один із загадкових аспектів життя тихоходок: вони виявили ген, який має унікальну послідовність, не подібну до жодної з відомих у природі, що кодує білок, характерний лише для цих мікроскопічних істот. Вчені провели експеримент, під час якого цей білок було інтегровано в людські клітини, що призвело до підвищення їхньої стійкості до радіаційного впливу. Цей білок отримав назву Dsup, або супресор ушкоджень, оскільки він відіграє важливу роль у захисті ДНК — основи життя — від ушкоджень.
Відтоді вчені по всій земній кулі зосередилися на тому, щоб зрозуміти, як саме працює білок Dsup.
На думку наукового співробітника з Університету Айови Тайлера Дж. Вудворда, в даний час існує кілька теорій, які пояснюють дивовижну здатність Dsup захищати ДНК від впливу радіації. Проте, всі ці концепції мають різний рівень експериментальної підтвердженості.
У своїй останній дослідженні Вудворд виявив, що білок має стійку взаємодію з ДНК — Dsup щільно з'єднаний з ДНК не лише в окремих ділянках, а й по всій її довжині. Цікаво, що цей білок не має стабільної форми: він нагадує спагеті у воді, постійно трансформуючи свою конфігурацію, вигинаючись і набираючи різноманітні форми.
Взаємодіючи з ДНК, білок викликає легке розкручування її спіралі. Це поступове розкручування може знизити вразливість ДНК до ушкоджень під час впливу радіації. З іншого боку, деякі дослідники вважають, що Dsup виконує роль захисного бар'єра: він покриває ДНК і фізично перешкоджає впливу випромінювання. Інші фахівці мають іншу точку зору, вважаючи, що білок активує клітинні механізми відновлення, ліквідуючи ушкодження ще до того, як вони зможуть призвести до серйозних наслідків.
Вудворт вважає, що численні з цих концепцій цілком можуть бути істинними одночасно. Оскільки Dsup забезпечує захист від різних форм радіації і токсичних відходів, що виникають в результаті радіаційних ушкоджень, цей таємничий білок, ймовірно, виконує безліч важливих функцій. Науковці вважають, що глибше дослідження Dsup може сприяти захисту людських клітин.
Сьогодні дослідники аналізують потенціал використання білка Dsup у медичних цілях, особливо при захворюваннях, пов'язаних з ушкодженням ДНК. Відомо, що майже всі види раку мають зв'язок з пошкодженням генетичного матеріалу, тому вчені вважають, що Dsup може забезпечити захист здорових тканин під час лікування раку, зокрема під час променевої та хіміотерапії, які зазвичай завдають шкоди як раковим, так і здоровим клітинам.
Однак використання Dsup у медицині насправді значно ширше. Наприклад, під час інфарктів або інсультів тканини органів піддаються сплескам окисного стресу -- хімічних реакцій, що призводять до значного пошкодження ДНК. Є ймовірність, що білок здатний захистити ДНК під час цих стресових подій.
Вчені вважають, що білок Dsup також здатний вплинути не сільське господарство, дослідження космосу, а також зберігання даних.
Коли вчені внесли зміни в геном рису та тютюну для виробництва Dsup, ці рослини отримали підвищену стійкість до радіації. Це відкриття може стати основою для зменшення негативного впливу на сільськогосподарські культури в майбутньому.
Що стосується космічної біології, Dsup, ймовірно, може допомогти астронавтам протистояти інтенсивному космічному випромінюванню, що обмежує тривалі місії.
Ба більше, деякі вчені вважають, що тихоходок також можна буде використовувати для надстабільного зберігання даних. Річ у тім, що сучасні цифрові носії схильні до пошкоджень в умовах навколишнього середовища, таких як високі температури або високий рівень радіації. Дослідники вважають, що цифрові носії можна перетворити на послідовність ДНК і генетично вбудувати в геном тихоходки -- це, ймовірно, захистить дані від екстремальних умов.
Нагадуємо, що раніше ми повідомляли про те, як вчені знову були вражені надзвичайною здатністю найвитриваліших істот на планеті: вони здатні відновлюватися після впливу радіації.
