מדענים פענחו לאחרונה מרכיב מרכזי בארסנל המעצמות של tardigrades, תוך שהם מגלים כיצד חלבון ייחודי בדובי המים המיקרוסקופיים האהובים על כולם משמש כמחסום מפני קרינה מזיקה.
אם כי זעירים, טרדיגרדות קשוחים להפליא. הם יכולים מזג אויר בתנאים קיצוניים אשר יהרגו את מרבית צורות החיים, כולל חשיפה לקור מקפיא, חום מסתלסל, וקרינת החלל והוואקום הקטלני.
אבל מה הם הסודות הכימיים שמאפשרים לעכב את הכישורים הכמעט בלתי פגיעים שלהם? כדי לענות על שאלה זו, החוקרים הציצו מקרוב בתרכובת שנמצאה רק בטרדיגרדות: מה שמכונה חלבון מדכא נזק, או Dsup.
כוחות ההגנה של חלבון זה התגלו בעבר מעבר לטרדיגרדות; כאשר הוא מתווסף לתאים אנושיים, Dsup מגן מפני נזק מצילומי רנטגן. וכעת, מדענים גילו כיצד דסופ נקשר למבני כרומוזום ומגן על ה- DNA מפני ההשפעות המזיקות של קרינה, כך דיווחו החוקרים במחקר חדש.
"חשבנו שחלבון מרתק זה באורגניזם קיצוני עשוי לספר לנו משהו חדש שלא נקבל מחלבונים רגילים", אמר מחבר המחקר ג'יימס קדונגה, פרופסור בחוג למדעים ביולוגיים באוניברסיטת קליפורניה בסן דייגו. .
למרות שהטרדיגרדות עשויות להיראות בלתי ניתנות להריסה, הם זקוקים למים כדי להיות פעילים ולהתרבות. בהיעדר מים, הם נסוגים לסוג של אנימציה מושעה הנקראת מדינה מכוונת, ומגרשים לחות מגופם וקיימים בלימבו מיובש עד לחזרה של תנאים מסבירי פנים.
בתור טונרים, טרדיגרדות אטומות לרוב צורות הפגיעה ואף ניתן להחיות אותן לאחר עשרות שנים, אולי אפילו לאחר בילוי בירח. אלפי טונות אולי התפזרו על פני הירח לאחר שהנחתת הירח הישראלי Beresheet (שנשא מטען של דובי מים מיובשים) התרסק ב -11 באפריל במהלך ניסיון נחיתה כושל. בתנאים מסוימים, אם הם ישרדו את נחיתת ההתרסקות, אותם טרדיגרדות מיובשות בהקפאה עדיין היו יכולות לחזור לחיים, כך דווח בעבר Live Science.
לכאורה בלתי ניתן להריסה
חלק מהחלבונים המאפשרים להחיות חיים לאחר ייבושם נמצאים באורגניזמים אחרים, אך Dsup הוא בלעדי לדובי מים. ובעוד שמחקרים קודמים גילו כי חלבון זה גרם לתאים אנושיים להיות עמידים בפני קרינת רנטגן, המנגנונים של אופן Dsup לא היו בטוחים.
במחקר החדש גילו החוקרים כי דסופ נקשר למבנה שנקרא כרומטין, חבילה המכילה את גדילי ה- DNA הארוכים של התא באריזה צפופה, כך אמרה Kadonaga ל- Live Science.
"מצאנו שזה נקשר לכרומטין. ואז שאלנו, 'איך זה הופך את העמידות בפני קרני רנטגן?'", אמר.
כאשר התאים נרחצים בקרני רנטגן, מולקולות מים מתפצלות ויוצרים חלקיקים מגיבים מאוד של חמצן ומימן הנקראים רדיקלים הידרוקסיליים; על פי המחקר, רדיקלים אלה יכולים לפגוע ב- DNA בתאים.
"חשבנו, 'מדוע שלא נראה רק אם Dsup יכול להגן על ה- DNA מפני רדיקלים הידרוקסיליים?' והתשובה היא כן, זה יכול ", הסביר קדונאגה. ל- Dsup אנרגיה גבוהה יש מבנה דמוי ענן; החוקרים דיווחו כי הענן מקיף את מעטפת הכרומטין של ה- DNA וחוסם את רדיקלי ההידרוקסיל ומונע מהם לשבש את ה- DNA הסלולרי.
"עכשיו כשאנחנו יודעים איך זה עבד, זהו אבן דרך לעלות על הדעת להשתמש בו ליישומים פרקטיים", אמר קדונאגה.
על ידי פירוט של אופן הפעולה של Dsup ברמות מדויקות יותר ויותר, מדענים יכולים להשתמש בו כתכנית לבניית סוגים אחרים של חלבונים - "גרסאות טובות יותר של Dsup" - יעילים אף יותר להגנה על תאים מפני נזק ל- DNA, אמר Kadonaga . חלבונים חדשים אלה ככל הנראה לא ישמשו לייצור אנשים חסרי קרינה, אך הם יכולים לשפר את הקשיחות של תאים מעובדים המשמשים לגידול תרופות, הוסיף.
"אתה יכול לקבל תאים עמידים יותר, תאים בעלי חיים ארוכים יותר. זה יכול להיות המקרה להכנסת סוג כלשהו של Dsup לתא ההוא," אמר.
הממצאים פורסמו ברשת ביום שלישי (אוקטובר 1) בכתב העת eLife.
