Ученые узнали, как самые живучие существа на Земле переживают "сушку"
Знаменитые тихоходки, животные, способные жить в космосе и переносить гигантские дозы радиации, умеют возвращаться к жизни после полного их "высушивания" благодаря наличию в их организме особых белков, защищающих их от смерти при тотальном отсутствии воды, говорится в статье, опубликованной в журнале Molecular Cell.
"Главный вывод нашего исследования – у тихоходок есть уникальные гены, которые позволяют им переживать полное высушивание. Эти гены и связанные с ними белки можно использовать для защиты других организмов и биоматериалов, к примеру, бактерий, дрожжей или определенные лекарства, от смерти или распада", — заявил Томас Бутби (Thomas Boothby) из университета Северной Каролины в Чапел-Хилл (США).
В 2007 году ученые совершили удивительное открытие, анализируя данные, собранные российским биоспутником "Фотон-М3": оказалось, что тихододки, небольшие беспозвоночные, дальние родичи раков и насекомых, способны выживать очень долгое время в открытом космосе и даже размножаться в условиях полной невесомости и отсутствия пищи и воды.
Когда ученые начали подсчитывать и изучать гены тихоходок, их ожидал большой сюрприз – свыше 6,5 тысяч участков ДНК из 38 тысяч генов (18%) были "позаимствованы" у других организмов. Большая часть из них была получена от бактерий-экстремофилов, но при этом в геноме тихоходок так же присутствуют гены растений, грибов и архей. Недавно ученые обнаружили, что клетки тихоходок содержат в себе уникальные белки, защищающие их от смертельных доз радиации.
Бутби и его коллеги добавили в число таких "чудо-белков" еще один набор крайне экзотических молекул, защищающий тихоходок от смерти при полном исчезновении воды из их среды обитания и из их клеток и тканей.
Как отмечает Бутби, ученые раньше думали, что тихоходки используют особые сахаристые молекулы, "желирующие" их внутренности, для защиты от смерти при иссушении, однако их опыты показали, что это на самом деле не так. Многие виды тихоходок, способные существовать в высушенном виде на протяжении десятилетий, не содержат в себе таких сахаров, но при этом они могут пережить множество циклов "полной сушки" без видимого вреда для здоровья.
Пытаясь раскрыть тайну их выживания, Бутби и его коллеги проследили за тем, какие гены включались в клетках тихоходок во время их высушивания и при их оживлении. Как оказалось, в в такие моменты жизни были больше всего активны гены CAHS, SAHS и MAHS, отвечающие за сборку крайне странных молекул – так называемых внутренне разупорядоченных белков.
Они отличаются от большинства остальных белковых молекул тем, что они не имеют четкой трехмерной структуры и могут принимать произвольную форму. Эта особенность, как объясняют ученые, позволяет этим белкам превращаться в своеобразное "стекло" при исчезновении воды, а не в кристаллы, как это делают обычные белки, и защищать внутренности клетки от повреждений.
Простая пересадка генов, отвечающих за сборку молекул этих "стеклянных" белков, передает другим организмам способность переживать "полную сушку". На настоящий момент ученые проверили их работу на бактериях и дрожжах, однако они полагают, что эти белки тихоходок можно использовать для создания растений, способных переживать засухи, и "высушивания" жидких лекарств и вакцин.