Joseph Norman
0 
4341
71
Wetenschappers hebben onlangs een sleutelingrediënt ontcijferd in het arsenaal aan superkrachten van tardigrades, en ontrafelden hoe een uniek eiwit in ieders favoriete microscopisch kleine waterberen werkt als een barrière tegen schadelijke straling.
Hoewel klein, zijn tardigrades notoir sterk. Ze kunnen extreme omstandigheden doorstaan die de meeste vormen van leven zouden doden, inclusief blootstelling aan vrieskou, hete hitte en het vacuüm en de dodelijke straling van de ruimte..
Maar wat zijn de chemische geheimen die tardigrades hun bijna onkwetsbaarheid verlenen? Om die vraag te beantwoorden, keken onderzoekers nauwkeurig naar een verbinding die alleen in tardigrades voorkomt: het zogenaamde schade-suppressor-eiwit, of Dsup.
Eerder werd gevonden dat de beschermende krachten van dit eiwit verder reiken dan tardigrades; wanneer toegevoegd aan menselijke cellen, beschermt Dsup tegen schade door röntgenstraling. En nu hebben wetenschappers ontdekt hoe Dsup zich bindt aan chromosoomstructuren en DNA beschermt tegen de schadelijke effecten van straling, rapporteerden de onderzoekers in een nieuwe studie..
Verwant: 8 redenen waarom we van Tardigrades houden
"We dachten dat dit fascinerende eiwit in een extreem organisme ons iets nieuws zou kunnen vertellen dat we niet zouden krijgen van gewone eiwitten", zei co-auteur James Kadonaga, een professor bij de afdeling Biologische Wetenschappen aan de Universiteit van Californië, San Diego..
Hoewel tardigrades onverwoestbaar lijken, hebben ze water nodig om actief te zijn en zich voort te planten. Bij afwezigheid van water trekken ze zich terug in een vorm van zwevende animatie die een tun-toestand wordt genoemd, waarbij ze vocht uit hun lichaam verdrijven en in een uitgedroogde limbo leven totdat meer gastvrije omstandigheden terugkeren.
Als tuns zijn tardigrades ongevoelig voor de meeste vormen van schade en kunnen ze zelfs na decennia weer tot leven komen, mogelijk zelfs na een tijd op de maan te hebben doorgebracht. Duizenden tonnen zijn mogelijk verspreid over het maanoppervlak nadat de Israëlische maanlander Beresheet (die een lading gedroogde waterberen aan boord had) op 11 april neerstortte tijdens een mislukte landingspoging. Als ze de noodlanding overleefden, zouden onder bepaalde omstandigheden die gevriesdroogde tardigrades nog steeds tot leven kunnen komen, zoals eerder gemeld.
Ogenschijnlijk onverwoestbaar
Sommige van de eiwitten die tardigrades laten herleven nadat ze zijn uitgedroogd, worden in andere organismen aangetroffen, maar Dsup is exclusief voor waterberen. En hoewel uit eerdere studies bleek dat dit eiwit menselijke cellen resistent maakte tegen röntgenstraling, waren de mechanismen van hoe Dsup dat deed onzeker.
In de nieuwe studie ontdekten de onderzoekers dat Dsup bindt aan een structuur genaamd chromatine, een pakket dat de lange DNA-strengen van een cel in een dicht pakket bevat, vertelde Kadonaga. .
"We ontdekten dat het bindt aan chromatine. Toen vroegen we: 'Hoe maakt het het bestand tegen röntgenstraling?'", Zei hij..
Wanneer cellen worden gebaad in röntgenstraling, splitsen watermoleculen zich en vormen ze zeer reactieve deeltjes van zuurstof en waterstof, hydroxylradicalen genaamd; deze radicalen kunnen volgens de studie het DNA in cellen beschadigen.
"We dachten: 'Waarom kijken we niet gewoon of Dsup DNA kan beschermen tegen hydroxylradicalen?' En het antwoord is ja, het kan, ”legde Kadonaga uit. Hoogenergetische Dsup heeft een wolkachtige structuur; de wolk omgeeft de chromatine-envelop van het DNA, blokkeert hydroxylradicalen en voorkomt dat ze cellulair DNA verstoren, rapporteerden de onderzoekers.
"Nu we weten hoe het werkte, is dat een springplank om het mogelijk voor praktische toepassingen te gebruiken", zei Kadonaga.
Door samen te voegen hoe Dsup op steeds nauwkeurigere niveaus werkt, kunnen wetenschappers het vervolgens gebruiken als een blauwdruk voor het bouwen van andere soorten eiwitten - 'betere versies van Dsup' - die nog effectiever zijn in het beschermen van cellen tegen DNA-schade, zei Kadonaga. . Deze nieuwe eiwitten zullen waarschijnlijk niet worden gebruikt om stralingsbestendige mensen te produceren, maar ze kunnen de winterhardheid verbeteren van gekweekte cellen die worden gebruikt voor het kweken van geneesmiddelen, voegde hij eraan toe..
"Je kunt duurzamere cellen hebben, cellen met een langere levensduur. Dat kan een reden zijn om een of andere vorm van Dsup in die cel te stoppen", zei hij..
De bevindingen werden dinsdag (1 oktober) online gepubliceerd in het tijdschrift eLife.
- De beste geschenken voor liefhebbers van Tardigrade
- Life at the Limits: Amazing Species Gallery
- Extreem leven op aarde: 8 bizarre wezens
Oorspronkelijk gepubliceerd op .
