Тихоходки: молекулярные секреты выживания в экстремальных условиях

Тихоходки: молекулярные секреты выживания в экстремальных условиях

Недавний геномный анализ нового вида тихоходок, Hypsibius henanensis, позволил учёным раскрыть три важных молекулярных механизма, которые лежат в основе их удивительной устойчивости к радиации. Эти механизмы способствуют защите клеток от свободных радикалов и активному восстановлению ДНК, что, возможно, стало одним из факторов их исключительной эволюционной адаптации.

Тихоходки, или «водяные медведи», представляют собой микроорганизмы, насчитывающие более 1500 видов, известных своей способностью выживать в условиях, неприемлемых для других живых существ. Открытые ещё в 1773 году, они способны прожить до 60 лет в благоприятной среде и до 30 лет в условиях полного отсутствия пищи и воды. Тихоходки могут выдерживать температуры от -272°C до 150°C, длительное время существовать при -20°C и даже пережить пребывание в вакууме космоса, а также воздействие гамма-излучения до 5 000 грей — в 1000 раз больше смертельной дозы для человека.

Уникальные адаптивные свойства позволили этим существам обитать в самых экстремальных местах на планете: от замёрзшей Антарктиды до глубоководных впадин океана, где давление достигает 1200 атмосфер. Однако, несмотря на многолетние исследования, механизмы радиоустойчивости оставались до сих пор малопонятными. Новый молекулярный анализ H. henanensis, проведённый учёными из Университета Циндао, впервые пролил свет на механизмы устойчивости к радиации у этого вида.

Три ключевых молекулярных механизма

Мультиомический анализ — передовая методика, охватывающая геномные, транскриптомные и протеомные исследования — помог выделить три ключевых процесса, влияющих на радиоустойчивость у H. henanensis. Исследование выявило, что после воздействия тяжёлой ионной радиации активизируется 285 генов, связанных со стрессовыми реакциями.

Первый механизм — активация гена DOPA dioxygenase 1 (DODA1), что приводит к выработке пигмента беталайна, обладающего мощным антисвободнорадикальным эффектом. Этот пигмент, обычно встречающийся в растениях и некоторых бактериях, защищает клетки от повреждений, вызванных радиацией.

Второй механизм заключается в работе специфического для тихоходок белка TRID1, который ускоряет процессы восстановления ДНК после радиационного воздействия. Третий механизм связан с генами BCS1 и NDUFB8, отвечающими за энергетический обмен в митохондриях. Эти гены, вероятно, возникли в ходе эволюции тихоходок и активно реагируют на радиацию, способствуя восстановлению ДНК и синтезу NAD+, необходимого для работы митохондрий.

Применение знаний о радиоустойчивости

Эти открытия значительно углубляют наше понимание механизмов выживания клеток в условиях экстремального стресса. Возможно, в будущем они станут основой для медицинских технологий, таких как защита космонавтов от радиации при длительных космических полетах.

Авторы исследования считают, что дальнейшее изучение данных механизмов позволит не только усовершенствовать защиту человека от стрессовых факторов, но и, возможно, раскрыть новые перспективы в медицине для борьбы с болезнями.

Оставить комментарий
Ваш комментарий
Чтобы оставить комментарий, войдите или зарегистрируйтесь.

Последние материалы из категории Разное

Новое исследование показывает, что гамма-лучи способны преобразовывать метан в сложные органические молекулы, включая аминокислоты. Эти открытия открывают новые горизонты в понимании возникновения жизни на Земле и в космосе....

18 ноября 2024

Учёные НИТУ МИСИС разработали уникальные сверхпроводящие детекторы для астрономии, позволяющие получать точные данные о дальних галактиках и молекулах во Вселенной. Новые устройства работают при сверхнизких температурах....

14 ноября 2024

NASA активно развивает коммерческие программы для исследования Марса. В рамках новой инициативы, аналогичной CLPS, ведущие компании предложили решения для транспортировки грузов, связи и съёмки. Узнайте, как сотрудничают NASA и частные компании....

11 ноября 2024

NASA и Университет штата Огайо совместно разрабатывают лазерную сварку для создания конструкций в космосе, что откроет новые возможности для лунных и марсианских миссий....

08 ноября 2024

Новое исследование NASA показало, как приливы и отливы влияют на недра планет и спутников с асимметричной структурой. Изучены Европа, Энцелад и другие небесные тела. Узнайте, как приливные силы нагревают их недра и могут поддерживать жизнь....

08 ноября 2024

Корпорация Bridgestone заключила соглашение с Astrobotic Technology для создания покрышек для лунохода. Узнайте, как их инновационные решения помогут освоить Луну!...

04 ноября 2024

Послание, отправленное с орбитального аппарата ESA в рамках проекта «Знак в космосе», оставалось загадкой целый год. Ученые-любители Кен и Кели Чаффин разгадали его, раскрыв изображение структуры аминокислот — код, возможно, созданный для символического об...

02 ноября 2024

Индийская организация космических исследований (ISRO) объявила в пятницу о начале своей первой аналоговой космической миссии, которая имитирует жизнь на другой...

01 ноября 2024

Ученые впервые обнаружили молекулу цианопирена в межзвездном облаке, что может пролить свет на формирование жизни на Земле. Узнайте, как это открытие меняет наше понимание Солнечной системы....

31 октября 2024

Китайская космическая программа представляет миссию по сбору образцов с Венеры в рамках амбициозной стратегии до 2050 года. Узнайте, как Китай планирует исследовать атмосферу Венеры, отправить образцы на Землю и утвердиться как мировой лидер в космосе....

29 октября 2024

Китай представил программу развития космической науки до 2050 года, охватывающую ключевые темы, такие как экстремальная Вселенная и обитаемость небесных тел. Узнайте больше о планах Китая в космосе....

15 октября 2024

Джеймс Уэбб впервые зафиксировал три необычных джета на кентавре 29P. Исследования выявили CO и CO₂, а обнаруженные различия в составе вызывают новые вопросы о происхождении объекта....

07 октября 2024