A medveállatkák DNS-ét sugárpajzs védi

A medveállatkák DNS-ét sugárpajzs védi

Az alig fél milliméter nagyra növő medveállatkák – amellett, hogy elektronmikroszkópos felvételeiken kifejezetten mackósnak hatnak – eddig is híresek voltak szinte hihetetlen ellenálló-képességükről. Gyakorlatilag lehetetlenség elpusztítani őket. Ennek háttere mindeddig rejtély volt, de a genomjuk analízise most némi támpontot ad e szupererő magyarázatához. A felfedezés egyszer akár az űrhajósokat is megvédheti a káros űrbéli sugárzástól.

Nyolc pufók láb, amelyekkel komótosan cammog néhány centiméteres univerzumában. A kifejletten is legfeljebb fél milliméterre növő mikroállatok, a medveállatkák tudományos neve is magabiztosságot sugall: Tardigrada, ami lassan lépőt jelent. Amint az utóbbi évtizedek kutatásai kiderítették, teljesen megalapozott nyugodtságuk. Gyakorlatilag halhatatlanok, olyan körülmények között is túlélnek, amely minden más ismert élőlény számára a villámgyors halált jelentené.

  Fotó: Steve Gschmeissner – Science Photo Library / Europress/AFP  

Hiába hűtötték őket le 1 kelvines hőmérsékletre (-272 Celsius-fokra, gyakorlatilag az abszolút nulla fokra) vagy forralták őket fel 150 Celsius-fokra, meg sem kottyant nekik. Összenyomták őket a legmélyebb óceáni árkokban tapasztalható nyomás hatszorosával, teljesen hatástalanul. Az emberre letális sugárdózis több százszorosával lőtték őket, és meg sem érezték. Kiszárították őket gyakorlatilag teljesen (sejtjeikben három százalék alá csökkent a víztartalom). Erre úgy reagáltak, hogy sejtjeikben üvegszerű anyagot képeztek, amely egyben tartotta a fehérjéket, míg újra rehidratálódtak. Amikor újra víz érte őket, gond nélkül visszanyerték eredeti formájukat, és folytatták gondtalan életüket. Egyik példányukat harminc év fagyasztás után felolvasztották, és persze minden további nélkül feléledt.

Ha mindez nem elég, szinte már nem is meglepő, hogy ők az egyetlen élőlények, amelyek túlélnek az űrben. Tíz napig voltak kitéve az űrbéli hidegnek, vákuumnak és sugárzásnak egy kísérleti műhold fedélzetén. Kiderült, hogy a vákuum és a hideg meg sem kottyant nekik. A nap UV-sugarai azonban még nekik is súlyosnak bizonyultak. Míg a sugárzástól védett állatkák legtöbbje simán feléledt visszatérve a földre, a nőstények pedig petéket raktak, a földi dózisnál ezerszer erősebb sugarakat elszenvedett egyedek közül csak néhány élte túl a kalandot. Tehát volt néhány, amelyik túlélte.

Természetesen rengeteg kutató megadna szinte mindent, ha rájöhetne, hogy mitől ilyen elpusztíthatatlanok a medveállatkák. Korábbi génvizsgálataik arra utaltak, hogy genomjukban sokkalta több a más fajoktól származó génszakaszok aránya, mint a „rendes” állatok, növények örökítőanyagában. Ezt a feltételezést azonban később megcáfolták. Maradt tehát a rejtély.

A Tokiói Egyetem kutatói, Hasimoto Takuma vezetésével most több olyan sejtszintű mikrobiológiai mechanizmust is azonosítottak, amelyek a legkülönfélébb ártalmak ellen teszik immúnissá a medveállatkát, tudósít a Sciencealert.com. Felfedeztek egy gént, amelynek Dsup-nak nevezett fehérjeterméke (a Dsup a damage supressor – ártalomelnyomó – rövidítése) egyszerre védi a DNS-t az ionizáló sugárzástól és a legalább annyira ártalmas végletes dehidratációtól. A kutatók úgy vélik, hogy a sugárzásvédelem afféle mellékterméke lehet a kiszáradás elleni védelemnek (hiszen kevéssé valószínű, hogy a medveállatkák evolúciója során olyan sok röntgensugár érte volna őket, hogy az ez ellen immúnis egyedek szaporodási előnyt élvezhettek volna).

Mivel a molekuláris biológiai laborokban általában igyekeznek a kutatott géneket emlőssejtekben vizsgálni (ez ugyanis számos ok miatt egyszerűbb technikailag), a japán kutatók is így jártak el. Génmódosítással elérték, hogy emberi sejtek DNS-ébe épüljenek a medveállatkák vizsgált génjei. A biológusok legnagyobb meglepetésére erre a Dsup fehérjét termelő emberi sejtek jelentősen, negyven százalékkal ellenállóbbá váltak a röntgensugárzással szemben.

De ez nem minden. Kiderült, hogy a medveállatka-genom tizenhat kópiában tartalmazza az antioxidáns enzimek génjeit, míg a legtöbb állat csak tíz másolatot őriz ezekből. A károsodott DNS javításáért felelős enzimek génjei pedig négyszeres mennyiségben állnak rendelkezésre, miközben más fajoknak csak egy van belőlük.

Természetesen – ahogy az efféle kutatásoknál mindig – most is felvetődött, hogy a felfedezést hogyan lehetne az emberi gyógyászatban alkalmazni. Minthogy a Dsup fehérje a sugárzás ellen is véd, elképzelhető, hogy az extrém módon sugárveszélyes munkakörökben szolgálatot teljesítő emberek számára fejlesztenének belőle gyógyszert. De a medveállatkák ellenállóképességének mind teljesebb ismerete elméletileg minden DNS-mutáció által okozott betegség, például a rák gyógyításában hasznos lehet.


Forrás:mno.hu
Tovább a cikkre »