Para saintis baru-baru ini menguraikan ramuan utama dalam senjata api tardigrades ', membongkoki bagaimana protein unik dalam air mikroskopik kegemaran semua orang bertindak sebagai penghalang terhadap sinaran berbahaya.
Walaupun kecil, tardigrades sangat sukar. Mereka boleh menghadapi keadaan yang melampau yang akan membunuh kebanyakan bentuk kehidupan, termasuk pendedahan kepada pembekuan sejuk, panas yang panas, dan ruang radiasi vakum dan maut.
Tetapi apakah rahsia kimia yang meminjamkan tardigrades kehadiran mereka? Untuk menjawab soalan itu, penyelidik mengintip dengan teliti di sebatian yang hanya terdapat dalam tardigrades: protein yang merosakkan kerosakan yang dipanggil, atau Dsup.
Kekuatan perlindungan protein sebelum ini didapati melebihi jangkitan; apabila ditambah kepada sel manusia, perlindungan Dsup terhadap kerosakan daripada sinar X. Dan sekarang, saintis telah mengetahui bagaimana Dsup mengikat struktur kromosom dan melindungi DNA dari kesan radiasi yang berbahaya, para penyelidik melaporkan dalam satu kajian baru.
"Kami fikir ini protein yang menarik dalam organisme yang melampau mungkin memberitahu kita sesuatu yang baru kita tidak akan mendapat daripada protein tetap," kata penulis bersama James Kadonaga, profesor dengan Bahagian Sains Biologi di University of California, San Diego .
Walaupun tardigrade mungkin kelihatan tidak dapat ditembusi, mereka memerlukan air agar dapat aktif dan membiak. Dalam ketiadaan air, mereka berundur ke dalam bentuk animasi yang digantung yang dinamakan keadaan tunas, mengusir kelembapan dari mayat mereka dan yang ada dalam limbo kering sehingga keadaan kembali yang lebih baik.
Sebagai tunas, tardigrades tidak tahan terhadap kebanyakan bentuk bahaya dan bahkan dapat dihidupkan semula selepas beberapa dekad, mungkin selepas menghabiskan waktu di bulan. Beribu-ribu tunas mungkin bertaburan di permukaan bulan selepas pendarat lunar Israel Beresheet (yang membawa muatan air beracun) telah jatuh pada 11 April semasa percubaan mendarat gagal. Di bawah syarat-syarat tertentu, jika mereka selamat dari pendaratan kemalangan, tardigrade kering beku ini masih boleh hidup semula, Live Science sebelum ini dilaporkan.
Tidak dapat ditembusi
Sesetengah protein yang membolehkan tardigrades untuk memulihkan selepas kering dikesan dalam organisme lain, tetapi Dsup adalah eksklusif untuk beruang air. Dan sementara kajian terdahulu mendapati protein ini membuat sel manusia menahan radiasi sinar-X, mekanisme bagaimana Dup lakukan itu tidak pasti.
Dalam kajian baru ini, para penyelidik mendapati bahawa Dsup mengikat struktur yang disebut chromatin, satu pakej yang memegang DNA panjang sel dalam satu paket tebal, Kadonaga memberitahu Live Science.
"Kami mendapati ia mengikat kepada chromatin, kemudian kami bertanya, 'Bagaimana ia dapat menahan sinaran X?'" Katanya.
Apabila sel dimandikan dalam sinaran-X, molekul air berpecah dan membentuk zarah-zarah yang sangat reaktif oksigen dan hidrogen yang dipanggil radikal hidroksil; radikal ini boleh merosakkan sel dalam DNA, menurut kajian itu.
"Kami fikir, 'Kenapa tidak kita lihat jika Dsup boleh melindungi DNA dari radikal hidroksil?' Dan jawapannya ya, boleh, "jelas Kadonaga. Debu tenaga tinggi mempunyai struktur awan seperti; awan mengelilingi sampul kromatin DNA, menghalang radikal hidroksil dan menghalang mereka daripada mengganggu DNA selular, kata para penyelidik.
"Sekarang kita tahu bagaimana ia berfungsi, itu adalah batu loncatan untuk menggunakannya secara praktikal," kata Kadonaga.
Dengan menyusun bagaimana fungsi Dsup pada tahap yang lebih tepat, saintis boleh menggunakannya sebagai pelan tindakan untuk membina jenis protein lain - "versi Dob yang lebih baik" - yang lebih berkesan untuk melindungi sel daripada kerosakan DNA, kata Kadonaga . Protein-protein baru ini mungkin tidak akan digunakan untuk menghasilkan orang-orang radiasi, tetapi ia dapat meningkatkan ketegaran sel-sel berbudaya yang digunakan untuk mengembangkan farmaseutikal, katanya.
"Anda boleh mempunyai lebih banyak sel tahan lama, sel-sel yang lebih lama. Ini mungkin merupakan kes untuk meletakkan beberapa bentuk Dsup dalam sel itu," katanya.
Penemuan ini diterbitkan secara online Selasa (1 Oktober) dalam jurnal eLife.
