captcha image

Hasło zostanie wysłane na twojego e-maila.

 

Niesporczak. Fot. Schokraie E, Warnken U, Hotz-Wagenblatt A, Grohme MA, Hengherr S, et al. (2012)

Niesporczak. Fot. Schokraie E, Warnken U, Hotz-Wagenblatt A, Grohme MA, Hengherr S, et al. (2012)

Niesporczaki zaskoczyły nas po raz kolejny!! Czego możemy się nauczyć od najtwardszych zwierząt na Ziemi?

Niesporczaki to mikroskopijne zwierzęta długości zwykle 0,2 mm. Wyglądają jak beczułka lub parówka z czterema parami odnóży, w literaturze często nazywane są wodnymi niedźwiadkami, co zawdzięczają misiowatym ruchom zauważalnym pod mikroskopem. Zwierzęta te znane są najbardziej z tego, że potrafią przeżyć w kosmicznej próżni. Pierwsze ich obserwacje datuje się na koniec XVIII wieku i pomimo wielu lat badań, wizyty w kosmosie i rosnącego grona naukowców zajmujących się niesporczakami ciągle wiemy o nich bardzo mało. Japońscy naukowcy pokazali w artykule opublikowanym w „Nature Communication”, że możemy przejąć i wykorzystać niektóre z wyjątkowych talentów tych zwierząt – choćby ochronę przed promieniowaniem.

Mikroskopijni twardziele

Niesporczaki żyją w ekosystemach wodnych i lądowych. Co dzień mijamy je na chodniku, w ogródku, czy strumieniach. Chociaż ich nie widzimy żyją tam w glebie, mchach oraz porostach. Zwierzęta te są uznawane za najbardziej wytrzymałe na Ziemi. Potrafią przeżyć wysuszenie trwające nawet 20 lat, temperatury od zera absolutnego do +150˚C, mogą znieść ciśnienie dochodzące do 7500 MPa (na dnie Rowu Mariańskiego jest 113 MPa), czy dawkę promieniowania gamma 5000 Gy (grej – ilość energii promieniowania), przykładowo dla człowieka dawka śmiertelna to 5 Gy. Te wszystkie niezwykłe zdolności niesporczaków spowodowały, że stały się modelem w badaniach astrobiologicznych i w 2008 roku wysłano je w przestrzeń kosmiczną. Jak już wiecie – niesporczaki przeżyły.

Na początku tego roku pobito kolejny rekord! Naukowcy wybudzili zamrożone niesporczaki po 30 latach, była to hibernacja niczym z powieści science fiction. Antarktyczny gatunek niesporczaka Acutuncus antarcticus po 30 latach spędzonych w zamrażarce poruszał się i rozmnażał. Myśleliśmy, że po tych wszystkich informacjach na temat wodnych misiów nic nie jest w stanie nas zaskoczyć, a jednak!

Supermoce niesporczaków

Już w 2001 roku w prestiżowym czasopiśmie medycznym The Lancet dyskutowano wykorzystanie niesporczaków w medycynie. Chodziło o pewien cukier – trehalozę, który pomaga niesporczakom podczas okresu mrożenia oraz przesuszenia. Między innymi pojawiły się pomysły na bezpieczne przechowywanie tkanek bez ich uszkodzenia przy wykorzystaniu trehalozy.

Wyniki badań opublikowanych przez zespół japońskich badaczy w Nature Communication znowu stawiają niesporczaki w nowym świetle. Naukowcy badali genom gatunku Ramazzottius varieornatus, znany ze swojej wyjątkowej odporności na niesprzyjające warunki środowiska (gatunek ten można zobaczyć na YouTube). Badacze znaleźli kilka rodzin genów, takich jak SOD czy MRE11, które są związane z reakcją na warunki stresowe. SOD odpowiadają za detoksykację, hamują wolne rodniki i najprawdopodobniej chronią organizm niesporczaków podczas odwodnienia. Okazało się, że u niesporczaków występuje aż 16 SOD, podczas gdy u innych zwierząt jest ich zazwyczaj poniżej 10.

MRE11 odgrywają ważną rolę w naprawie DNA. Zwykle u zwierząt występuje jedna kopia MRE11, u niesporczaków aż cztery! Okazało się także, że niesporczaki produkują w warunkach stresowych białka, które są unikatowe i występują tylko u nich. Są to białka z grup CAHS i SAHS, które są związane z ochroną biomolekuł podczas wysychania niesporczaka.

To działa też w ludzkich komórkach!

Najlepsze przed nami! Naukowcy opisali także białka Dsup, które chronią Ramazzottius varieornatus przed wysokimi dawkami promieniowania. Okazało się, że białka Dsup hamują uszkodzenia DNA także w ludzkich komórkach. Dsup pozytywnie wpłynęły na żywotność komórek ludzkich, które były napromieniowane. Zwykle promieniowanie X w dawkach 3-7 Gy wpływa na uszkodzenia DNA u ssaków. Naukowcy napromieniowywali linie komórkowe z białkami i bez białek Dsup dawką 4 Gy. Okazało się, że komórki z ekspresją białek Dsup były „żywotniejsze”. Niewątpliwie nowe badania rzucają otwierają nowe możliwości badań biotechnologicznych i medycznych. Odkrycie unikatowych białek Dsup to pierwsze informacja o białkach chroniących DNA i zwiększających tolerancję na promieniowanie w komórkach zwierzęcych. Genom niesporczaka okazuje się być skarbnicą informacji na temat zwiększenia tolerancji na stres delikatnych komórek zwierzęcych.

Wyniki badań opublikowane przez japoński zespół mogą zostać wykorzystane także w astrobiologii.

Dzięki takim badaniom powoli uczymy się jak lepiej chronić własne DNA co w przyszłości pozwoli na skuteczniejszą walkę z chorobami, ułatwi podróże kosmiczne i umożliwi kolonizację innych planet czy księżyców – mówi dr Łukasz Kaczmarek zoolog i astrobiolog z UAM w Poznaniu.

Skoro gatunek, który żyje w mchach jest tak niesamowity i daje nam taką moc informacji, to wyobraźcie sobie czego możemy się nauczyć od tych, którymi ja osobiście się fascynuje, a żyją np. na lodowcach. O badaniach niesporczaków na lodowcach i nie tylko pisaliśmy na Crazy Nauce.

Biorąc pod uwagę rosnącą liczbę naukowców zajmujących się niesporczakami oraz rozwój technik laboratoryjnych być może już niedługo wodne niedźwiadki wyprzedzą literaturę i filmy science fiction i nauczą nas hibernować.

*Autor tekstu, Krzysztof Zawierucha, jest doktorantem na Wydziale Biologii UAM w Poznaniu, ale częściej go można spotkać w Arktyce, gdzie bada niesporczaki i ekosystemy polarne. O prowadzonych przez niego badaniach pisaliśmy na naszym blogu 

 

Ludzie mają szansę nauczyć się „superodporności” od najtwardszych zwierząt świata
5 (100%) 4 głosów

Czego u nas szukaliście?

Nie ma więcej wpisów