Mokslininkai tikisi atradę būdą apsisaugoti nuo radiacijos

Vaistai, apsaugantys nuo jonizuojančiosios spinduliuotės poveikio arba jį panaikinantys, ilgą laiką skambėjo kaip mokslinė fantastika, tačiau naujai atrastos tardigradų rūšies genų sekos nustatymas gali visa tai pakeisti.

Tardigrados, dar vadinamos „vandens meškomis“, neįtikėtinai gerai toleruoja ekstremalias sąlygas, įskaitant gebėjimą išgyventi radiacijos dozes, beveik 1000 kartų didesnes už tas, kurios pražudytų žmogų.

Kaip šie mikroskopiniai „aštuonkojai“ išgyvena, yra paslaptis, tačiau Kinijos mokslininkai, sudarę Hypsibius henanensis, naujai atrastos tardigradų rūšies, genomo žemėlapį, turi keletą idėjų ir tikisi, kad jų atradimai gali būti praktiškai pritaikyti ne tik laboratorijoje.

Kas nustatyta tyrimo metu?

Pasak tyrėjų, H. henanensis paveikus radiacija, buvo aktyvuotas 2801 atskiras genas – visi jie susiję su DNR atstatymu, imuninėmis reakcijomis ir ląstelių dalijimosi kontrole.

Tyrėjai mano, kad vieną iš tokių genų, DODA1, H. henanensis įgijo iš bakterijų per horizontalų genų perdavimą, t. y. iš esmės neatsinaujinantį genų įgijimą tarp rūšių (tai mechanizmas, leidžiantis įvairioms bakterijų padermėms įgyti atsparumą antibiotikams).

DODA1 aktyvuojasi tik reaguojant į radiaciją ir leidžia H. henanensis kurti pigmentinius junginius, vadinamus betalainais – paprastai randamus bakterijose, grybuose ir augaluose.

Betalainai sugeria spinduliuotę, o mokslininkai pastebi, kad pigmentai gana gerai kaupia ląstelėse esančias radioaktyviąsias daleles.

Tyrėjai taip pat nustatė, kad dėl radiacijos poveikio tardigradai susidaro netvarkingas baltymas TRID1.

TRID1 „pagreitina DNR pažeidimų taisymą vykstant procesui, apimančiam fazių atskyrimą“, todėl tardigrada gali taisyti dvigubos grandinės DNR lūžius, atsiradusius dėl radiacinės žalos.

Trečiasis atradimas yra susijęs su poros baltymų, susidarančių dėl radiacijos poveikio, kurie pagreitina adenozintrifosfato (ATP), visų gyvų ląstelių naudojamos energijos, ir NAD+, kofermento, kuris yra pagrindinis medžiagų apykaitos elementas, susidarymą.

Abu jie taip pat dalyvauja reguliuojant DNR atstatymą, būtiną atsigauti po per didelio radiacijos poveikio.

„Funkciniai šių tardigradų radiotolerancijos mechanizmų tyrimai praplės mūsų supratimą apie ląstelių išgyvenimą ekstremaliomis sąlygomis.“ – savo išvadose pažymi mokslininkai.

Kaip šis atradimas gali būti pritaikytas ateityje?

Pasak kinų komandos, žmogaus ląstelės, veikiamos tardigradų betalainų, geriau išgyveno veikiamos radiacijos – tai rodo įdomų galimą šių išvadų pritaikymą.

Ne taip aišku, ar iš tardigradų gautas spindulinis gydymas būtų prevencinis, ar taikomas po apšvitos.

Tačiau Šiaurės Karolinos universiteto Čapel Hile mokslininkai, tyrinėjantys tardigradas, gali turėti atsakymą. Radiacija vis dar kenkia „vandens meškoms“, tik jie turi genų galią, kad po apšvitos galėtų paspartinti atsistatymo procesus.

„Šie gyvūnai neįtikėtinai reaguoja į radiaciją, ir tai, atrodo, yra jų ypatingų išgyvenimo gebėjimų paslaptis.

Tai, ką sužinome apie tai, kaip tardigrados įveikia radiacinį stresą, gali padėti rasti naujų idėjų, kaip galėtume bandyti apsaugoti kitus gyvūnus ir mikroorganizmus nuo žalingos radiacijos.“ – teigė UNC Asheville biologijos docentė Courtney Clark-Hachtel.

Taip pat kinų komanda tikisi, kad jos tyrimai padės apsaugoti astronautus nuo žalingo radiacijos poveikio, padės pašalinti taršą ir palengvins radiacinę terapiją.