Den animalcules avslöjade en annan supermakt

Sex djur i ett tillstånd av uttorkning. I detta tillstånd, de drar sina ben och huvud i det skyddande hölje, som utgör ett slags kokong

Den Lilla levande varelser, tardigrades, har en uppsättning fantastiska egenskaper. De tolererar lätt strålning, temperatur mellan +150 grader till nästan absoluta nollpunkten, och trycket är sex gånger högre tryck i den djupaste oceanen dalar. Och detta kit lagt till en annan superhjälte-förmåga.

Forskare från University of North Carolina (USA) fann animalcules unik uppsättning av proteiner (TDP), vilket gör att dessa varelser under förhållanden av uttorkning, att omvandla delar av sina kroppar i en glasartad ämne som skyddar cellerna från skador. Enligt forskare kan vi låna denna förmåga och tillämpa den i olika områden, allt från jordbruk till medicin. De senaste forskningsresultaten har publicerats i tidskriften Molecular Cell.

Som hör till klass av "extremophiles" tardigrades förvåna forskarna med deras överlevnadsförmåga för mer än 200 år. Dessa gamla och otroligt kul att se mikroskopiska organismer kan överleva i den hårda fysiska villkor, vilket skapar för forskarna så mycket intresse i deras riktning.

En av den senaste forskning som bedrivs av Japanska forskare har visat att gener i djur "egna", är att dessa djur har utvecklats under evolutionen enbart sina egna krafter och inte "stjäla" deras skyddande funktioner i andra organismer (denna evolutionära process kallas horisontell genöverföring). På grund av detta, tardigrades har gener och egenskaper som inte ingår i någon annan organism i djurriket.

En total of science har mer än 1000 tusen arter av animalcules, av vilka de flesta tillbringar sina liv som kröp genom våta löv, mossa eller flytande i haven. Deras önskan om att resa ofta leder till problem, så för en lång period av sin existens (forskarna tror att tardigrades dök upp på Jorden för omkring 600 miljoner år sedan), de kunde utveckla en uppsättning av skyddande verktyg för att hålla ditt liv. Som nämnts ovan, tardigrades utan problem tål extrema temperaturer, strålning, förekomst i miljön av yttre rymden, och fullständig uttorkning (total avsaknad av kroppsvätskor).

När tardigrades "torr", de drar sina ben och huvud inne i sin robusta skal, vika in en boll, eller snarare bildar en kokong, och kan vara i detta tillstånd under flera tiotals år, ännu en gång, kommer inte att få tillgång till vatten.

Andra organismer såsom jäst, räkor, artemia och nematoder, används för att kompensera för tillståndet av uttorkning disackarid — trehalose. Under många år har forskare trott att tardigrades använda samma sammansättning, men en serie av biokemiska tester visade att i sina kroppar antingen innehåller en mycket låg koncentration eller helt frånvarande trehalose. Avsaknad av denna komponent fick idén att tardigrades att överleva i torra förhållanden med en annan strategi. Och Thomas Bambi med sitt team av forskare från University of North Carolina var kan räkna ut vad är deras hemlighet.

För Att svara på denna fråga, forskare bestämde sig för att experimentera och började att sätta djuren i en mängd olika stressande miljöer med låga temperaturer och fullständig uttorkning. I försöket, visade det sig att i detta fall, i kroppen av animalcules blev mycket aktiv en viss typ av gener. Studien ledde till upptäckten av en gen som, under uttorkning orsakar kroppen av djur för att utveckla en särskild typ av protein (TDP). Till skillnad från de flesta andra proteiner, TDP inte har en fast tredimensionella struktur, och under vissa förhållanden tar form av ett skyddande glas-liknande struktur. För att kontrollera om detta protein är ansvarig för skydd av tardigrades under uttorkning, forskare sätta den gen som är ansvarig för dess produktion, i andra organismer.

"förekomsten av TDP för att skydda djuren direkt från uttorkning, men försöket visade att protein kan öka motståndskraften mot uttorkning och även bakterier och jäst", — säger studiens huvudförfattare Thomas Bambi.

"det är Fantastiskt, men effektiviteten av TDP är beprövade och enkelt när du placerar den i ett provrör med renas biologiskt material verkar vara känslig för uttorkning enzymer. Glas-liknande struktur som skapar ett protein omsluta är känsliga för uttorkning av molekyler och fysiskt hindra dem från förfall, sönderfall och fusion".

Men den mest intressanta aspekten av denna upptäckt, enligt Bambi är som tardigrades utan kroppen av trehalose kunde utveckla en alternativ lösning på problemet med uttorkning.

"I den uttorkning av trehalose är i stånd att bilda glasartad fast struktur som gör att du kan skydda celler och deras beståndsdelar", — han säger. "Vi fann att TDP proteiner som utför samma funktion, att bilda ett fast blankt skal. Detta är ett bra exempel på konvergent evolution, när naturen har hittat ett sätt att lösa samma problem, men på grund av två olika metoder, en med hjälp av en disackarid,och den andra ekorrar."

Författare av den senaste tidens forskning tyder på att en eventuell tillämpning av detta protein är sett i en mängd olika områden. Det skulle till exempel vara möjligt att öka graden av resistens i odlade, inte kan klara långa perioder av torka. Protein skulle ha funnit sin tillämpning inom farmaceutisk produktion, så att du kan hålla produkter i en "torkade" staten utan användning av kylsystem.

Stor potential att använda, åtminstone på den nivå av spekulation, med celler av större levande varelser och kanske till och med människor. Men nyckelordet här är "medan nivån av antaganden". Och ändå, de första bevisen på att forskarna har redan fått. som ett annat protein av djur som kan placeras i mänskliga celler och väsentligt öka sin nivå av skydd mot strålning. Kanske en sådan möjlighet finns och med protein TDP, men det har ännu att bevisa i laboratoriet.

I slutändan, om detta hotell är bekräftat, då vi får möjlighet att på genetisk nivå för att skapa djur och så småningom även människor — vars kroppar kommer att vara helt redo för att motstå de extrema torr miljö. Låter kanske tidigt, men en sådan genetisk modifiering kan mycket bättre förbereda framtida kolonister för livet på Arrakis Mars, där vatten, som ni vet, är i stark underskott.