Новое открытие тихоходок раскрывает секреты устойчивости к радиации

Фото из открытых источников

Давно известно, что крошечная тихоходка — одно из самых выносливых существ на планете, а недавно обнаруженный вид этих миниатюрных «водяных медведей» дал экспертам более глубокое представление о том, как они могут противостоять вредному излучению. Исследование опубликовано в журнале Science.

Когда исследователи из нескольких институтов по всему Китаю внимательно изучили геном нового вида — Hypsibius henanensis, открытого шесть лет назад, они обнаружили 14 701 ген, кодирующий белок, из которых 4436 (30,2 процента) были уникальными для тихоходок.

Они также подвергли маленьких существ воздействию радиации, наблюдая, как это повлияет на экспрессию генов и выработку белка, а также какие биологические сверхспособности эти гены могут обеспечить тихоходкам.

«Исследования нескольких видов тихоходок показали, что они являются наиболее устойчивыми к радиации животными на Земле», — пишут исследователи в опубликованной статье. «Они демонстрируют устойчивость к гамма-излучению до 3000–5000 грей (Гр), что примерно в 1000 раз превышает смертельную дозу для человека».

Группа ученых сделала три ключевых наблюдения: ген DODA1, предположительно переданный от бактерий, производит пигменты, известные как беталаины, которые помогают нейтрализовать вредные молекулы, образующиеся под воздействием радиации.

Во-вторых, ДНК восстанавливалась гораздо быстрее, чем обычно, благодаря специфическому для тихоходок белку TRID1, и, в-третьих, увеличилась выработка двух других белков, BCS1 и NDUFB8 (которые также помогают в обеспечении энергией).

Хотя некоторые из этих трюков уже были известны, например, высокоскоростная репарация ДНК, тщательный анализ H. henanensis дает нам больше подробностей о том, что именно происходит, и как скромная тихоходка остается такой выносливой.

В совокупности эти три процесса, возникающие в ответ на радиацию, помогают защитить тихоходок от ее опасных последствий. Следующий шаг — посмотреть, как эти защитные меры в целом применяются среди всех видов тихоходок.

«Требует дополнительных исследований, чтобы выяснить, обусловлена ли устойчивость других видов тихоходок к радиации консервативными механизмами или она специфична только для рода Hypsibius», — пишут исследователи.

Известно около 1500 видов тихоходок, и новое исследование совпадает с предыдущими исследованиями тихоходок Hypsibius exemplaris: при обнаружении радиации эти существа усиливают активность генов восстановления.

И эти открытия выходят далеко за рамки тихоходок. Несмотря на свои малые размеры, способы, которыми это животное может цепляться за жизнь, помогают выяснить, как лучше защитить наши тела в экстремальных условиях (не в последнюю очередь во время длительных космических полетов, например).

Считается, что тихоходки впервые появились до кембрия, что примерно 541 миллион лет назад. Чтобы выжить так долго, нужно иметь в своем распоряжении множество трюков, чтобы оставаться в живых.

«Способность тихоходок выживать в самых суровых условиях продолжает менять наше представление об ограничениях животной жизни на Земле», — пишут исследователи.