Βρήκαν το μυστικό των πιο σκληροτράχηλων ζώων. Tardigrades may be the strongest animals in the world

Φως στους εκπληκτικούς μηχανισμούς των βραδύπορων ρίχνουν οι επιστήμονες. Mία πρωτεΐνη κάνει τα βραδύπορα να αντέχουν κυριολεκτικά τα πάντα. Tardigrades, also known as water bears, have survived conditions that would kill almost any other organism – including the vacuum of space, rehydration, and absolute zero temperatures. Now, scientists have uncovered one of the secrets behind their survival abilities.

Ιάπωνες επιστήμονες ανακάλυψαν για πρώτη φορά το γενετικό μυστικό που επιτρέπει στα βραδύπορα, τα μικροσκοπικά ζώα μήκους περίπου ενός χιλιοστού, να αντέχουν σε βραστό νερό, στην κατάψυξη και στις διαστημικές ακτινοβολίες, κάτι που τους έχει προσδώσει τον χαρακτηρισμό των πιο σκληροτράχηλων ζώων του πλανήτη μας.

Η πρωτεΐνη

Researchers say the findings suggest tardigrades have unique proteins that allow them to exhibit ‘exceptional tolerance to harsh environmental stresses.’ The team says they may soon find other molecules that contribute to the water bear’s seemingly indestructible nature. A scanning electron microscope image of the hydrated tardigrade or 'water bear' (Ramazzottius varieornatus), in an image released by Nature on September 20, 2016.

Η ανακάλυψη μιας πρωτεΐνης που τα προστατεύει, μπορεί να έχει σημασία και για τους ανθρώπους, καθώς, όπως έδειξαν τα πειράματα με ανθρώπινα κύτταρα, τα τελευταία -όταν ενισχυθούν με την ίδια πρωτεΐνη- αποκτούν και αυτά αντοχή στην επικίνδυνη ακτινοβολία-Χ.

A facial view of a tardigrade or 'water bear' (Ramazzottius varieornatus), in an image released by Nature on September 20, 2016.

Αυτό σημαίνει ότι ίσως στο μέλλον το ανθρώπινο DNA, με την κατάλληλη γενετική τροποποίηση θα μπορούσε να αποκτήσει κάτι από την θαυμαστή ανθεκτικότητα των ταπεινών βραδύπορων. Κάτι τέτοιο θα ήταν χρήσιμο, μεταξύ άλλων, στην αντικαρκινική θεραπεία, στην προστασία των εργαζομένων με ακτινοβολίες, στους αστροναύτες κ.α. Προηγουμένως όμως θα πρέπει να επιχειρηθεί μια τέτοια γενετική τροποποίηση σε πειραματόζωα.

Η ανακάλυψη

When the the tardigrade Ramazzottius varieornatus encounters dryness, their body water characteristically drops down to 2.5% wt./wt. accompanied by body shrinkage. The contracted dry animal, referred to as a tun, shows no visible signs of life, but it can resume their activity if a drop of water is added. Credit: Daiki D. Horikawa

Οι ερευνητές, με επικεφαλής τον καθηγητή μοριακής βιολογίας Τακεκάζου Κουνιέντα του Πανεπιστημίου του Τόκιο μελέτησαν επί οκτώ ολόκληρα χρόνια το γονιδίωμα των βραδύπορων για να εντοπίσουν την πηγή της αξιοσημείωτης ανθεκτικότητάς τους στις ακραίες συνθήκες του περιβάλλοντος.

Τα βραδύπορα αντέχουν σε θερμοκρασίες από σχεδόν το απόλυτο μηδέν (μείον 273 βαθμοί Κελσίου) έως σχεδόν το σημείο βρασμού του νερού (100 βαθμοί), καθώς και σε πιέσεις εξαπλάσιες από αυτές στους βυθούς των ωκεανών, αλλά και σε παρατεταμένη έλλειψη νερού.

A tardigrade walking on moss. Credit: Kunieda

Τελικά οι επιστήμονες βρήκαν μια πρωτεΐνη, που ονόμασαν Dsup («καταστολέα βλαβών»), η οποία με κάποιο τρόπο τυλίγει το DNA των βραδύπορων και το προστατεύει αποτελεσματικά. Όταν οι ερευνητές  εισήγαγαν αυτή την πρωτεΐνη στο DNA ανθρωπίνων κυττάρων, τα τελευταία υπέστησαν πολύ λιγότερες βλάβες από τις αναμενόμενες, όταν εκτέθηκαν σε ισχυρές ακτίνες-Χ (μείωση 40% έως 50%). Η ανακάλυψη δημοσιεύεται στην επιθεώρηση «Nature Communications».

Αρκούδες του νερού

Tardigrades, also known as water bears, are almost microscopic animals that can be found on the water film that covers musk or leafs in forests. Photo credit: Unisci / Burnt X

Τα ακραιόφιλα οκτάποδα βραδύπορα, γνωστά και ως «αρκούδες του νερού», ζουν οπουδήποτε υπάρχει νερό, από τη λιμνούλα του κήπου σας μέχρι τα βάθη της Ανταρκτικής, ενώ δεν έχουν πρόβλημα με το κενό του διαστήματος, ούτε με τις θανατηφόρες ακτινοβολίες που υπάρχουν εκεί. Το 2007 είχαν σταλεί στο διάστημα από τον Ευρωπαϊκό Οργανισμό Διαστήματος και, όπως απέδειξαν, όχι μόνο επιβίωσαν, αλλά αναπαράχθηκαν κανονικότατα, όταν γύρισαν στη Γη. Υπάρχουν πάνω από 800 καταγεγραμμένα είδη βραδύπορων στον πλανήτη μας και χιλιάδες ακόμη που δεν έχουν «βαφτιστεί».

Πηγή: Takuma Hashimoto et al. Extremotolerant tardigrade genome and improved radiotolerance of human cultured cells by tardigrade-unique protein, Nature Communications (2016). DOI: 10.1038/ncomms12808