قام العلماء مؤخرًا بفك تشفير مكون رئيسي في ترسانة تارديغرادس للقوى العظمى ، وكشفوا كيف يعمل بروتين فريد في الدببة المائية المجهرية المفضلة لدى الجميع كحاجز ضد الإشعاع الضار.
على الرغم من صغر حجمها ، إلا أن تأخر تأخرها صعب. يمكنهم تحمل الظروف القاسية التي يمكن أن تقتل معظم أشكال الحياة ، بما في ذلك التعرض للبرودة المتجمدة ، والحرارة الشديدة ، والفراغ والإشعاع الفتاك في الفضاء.
ولكن ما هي الأسرار الكيميائية التي تضفي على التأخير شبه ضعفها؟ للإجابة على هذا السؤال ، أطلع الباحثون عن كثب على مركب موجود فقط في tardigrades: ما يسمى بروتين مانع الضرر ، أو Dsup.
تم العثور في السابق على قوى الحماية لهذا البروتين لتمتد إلى ما بعد التارديغراد. عند إضافته إلى الخلايا البشرية ، يحمي Dsup من أضرار الأشعة السينية. أفاد الباحثون في دراسة جديدة أن العلماء اكتشفوا الآن كيف يرتبط Dsup بهياكل الكروموسومات ويحمي الحمض النووي من الآثار الضارة للإشعاع.
قال المؤلف المشارك في الدراسة جيمس كادوناغا ، الأستاذ بقسم العلوم البيولوجية في جامعة كاليفورنيا ، سان دييغو: "اعتقدنا أن هذا البروتين الرائع في كائن متطرف قد يخبرنا بشيء جديد لن نحصل عليه من البروتينات العادية". .
على الرغم من أن تارديغراديس قد تبدو غير قابلة للتلف ، إلا أنها تتطلب الماء من أجل أن تكون نشطة وتتكاثر. في غياب الماء ، يتراجعون إلى شكل من أشكال الرسوم المتحركة المعلقة تسمى حالة النفق ، وطرد الرطوبة من أجسامهم وتوجد في حالة من الجفاف المجفف حتى تعود الظروف الأكثر مضيافًا.
كضبط الإيقاع ، فإن التأخر المتأخر منيع لمعظم أشكال الضرر ويمكن حتى إحيائه بعد عقود ، ربما حتى بعد قضاء الوقت على القمر. ربما تكون آلاف الأنفاق مبعثرة على سطح القمر بعد تحطم مركبة الهبوط القمرية الإسرائيلية بيريشييت (التي كانت تحمل حمولة من الدببة المائية المجففة) في 11 أبريل خلال محاولة هبوط فاشلة. في ظل ظروف معينة ، إذا نجوا من الهبوط في تحطم الطائرة ، فإن هؤلاء الأشخاص المتأخرين في التجميد المجفف يمكن أن يعودوا إلى الحياة ، كما ذكرت Live Science سابقًا.
غير قابل للتدمير على ما يبدو
تم العثور على بعض البروتينات التي تسمح للتيراديجراديز بالانتعاش بعد تجفيفها في كائنات أخرى ، ولكن Dsup حصري لدببة الماء. وبينما وجدت الدراسات السابقة أن هذا البروتين جعل الخلايا البشرية مقاومة لإشعاع الأشعة السينية ، فإن آليات كيفية عمل Dsup كانت غير مؤكدة.
في الدراسة الجديدة ، اكتشف الباحثون أن Dsup يرتبط بهيكل يسمى الكروماتين ، وهي حزمة تحتوي على خيوط طويلة من الحمض النووي للخلية في حزمة كثيفة ، حسبما قال كادوناغا لـ Live Science.
قال: "وجدنا أنه يرتبط بالكروماتين. ثم سألنا ،" كيف تجعله مقاومًا للأشعة السينية؟ "
عندما تستحم الخلايا في الأشعة السينية ، تنقسم جزيئات الماء وتشكل جزيئات شديدة التفاعل من الأكسجين والهيدروجين تسمى جذور الهيدروكسيل. ووفقًا للدراسة ، يمكن لهذه الجذور أن تتلف الحمض النووي داخل الخلايا.
"فكرنا ،" لماذا لا نرى فقط ما إذا كان Dsup يمكنه حماية الحمض النووي من جذور الهيدروكسيل؟ " والجواب هو نعم ، يمكن ، "وأوضح كادوناغا. Dsup عالية الطاقة لديها بنية تشبه السحابة. أفاد الباحثون أن السحابة تحيط بغلاف كروماتين الدنا ، مما يمنع جذور الهيدروكسيل ويمنعها من تعطيل الحمض النووي الخلوي.
وقال كادوناغا: "الآن بعد أن عرفنا كيف يعمل ، فإن ذلك يمثل نقطة انطلاق لاستخدامه المحتمل في التطبيقات العملية".
وقال كادوناغا إنه من خلال تجميع كيفية عمل Dsup بمستويات أكثر دقة من أي وقت مضى ، يمكن للعلماء استخدامها بعد ذلك كمخطط لبناء أنواع أخرى من البروتينات - "إصدارات أفضل من Dsup" - والتي تكون أكثر فعالية في حماية الخلايا من تلف الحمض النووي. . وأضاف أن هذه البروتينات الجديدة ربما لن تُستخدم على الأرجح في إنتاج الأشخاص المقاومين للإشعاع ، ولكنها يمكن أن تحسن صلابة الخلايا المستنبتة التي تُستخدم لزراعة الأدوية.
وقال "يمكن أن يكون لديك خلايا أكثر ديمومة وخلايا أطول عمرا. قد تكون هذه حالة لوضع شكل من أشكال Dsup في تلك الخلية".
ونشرت النتائج على الإنترنت يوم الثلاثاء (1 أكتوبر) في مجلة eLife.
