Тихоходок от радиации защищает ДНК-облако

Секрет невероятной живучести тихоходок кроется в особом белке, который защищает ДНК животных от повреждения.

Иллюстрация Lorena Rebecchi, Roberto Guidetti/University of Modena and Regio Emilia.

Тихоходки – непревзойдённые "специалисты по выживанию". Кажется, условия окружающей среды не имеют для этих микроскопических организмов никакого значения. Учёные находят их и в горячих источниках, и во льдах, и на дне океана.

Крошечным беспозвоночным не страшна даже экстремальная засуха и радиация. Поэтому не исключено, что они освоятся и за пределами нашей планеты. К слову,"Вести.Наука" (nauka.vesti.ru) подробно рассказывали, почему у специалистов есть все основания на это надеяться.

Что же позволяет тихоходкам быть столь неприхотливыми и выживать даже в наименее приспособленной для этого обстановке?

Исследователи всего мира не раз задавались этим вопросом. Так, несколько лет назад учёные установили, что тихоходки являются уникальными обладателями особого белка. Биологи назвали его Dsup (сокращение от "damage suppression" или "сдерживание повреждения”).

Проведённые в 2016 году эксперименты показали, что этот белок спасает геном микроскопических существ от воздействия радиации.

Интересно, что Dsup оказался способен защитить и культуру человеческих клеток от рентгеновского излучения. Однако механизм работы этого "щита" до сих пор оставался нераскрытым.

Недавно группа исследователей из Калифорнийского университета в Сан-Диего, работающая под руководством Джеймса Кадонаги (James Kadonaga), получила новые данные, объясняющие принцип действия уникального "заслона".

Проведя ряд биохимических анализов, молекулярные биологи выяснили, что белок Dsup имеет особое строение.

Оно позволяет ему образовывать прочную связь с хроматином – основой хромосом (напомним, что хромосомы расположены в клеточных ядрах и представляют собой плотно упакованную цепочку ДНК).

"Теперь у нас есть молекулярное объяснение того, как Dsup защищает клетки от рентгеновского облучения. Мы выяснили, что белок состоит из двух частей. Одна связана с хроматином, а другая образует своего рода "облако", защищающее ДНК от гидроксильных радикалов", – прокомментировал руководитель эксперимента в пресс-релизе университета.

Поясним, что гидроксильные радикалы – это активные формы кислорода, оказывающие токсический эффект. Они образуются в клетке под действием ионизирующего излучения, к которому относится и рентгеновское.

Однако по словам экспертов, маленькие опытные "выживальщики" подвергаются воздействию гидроксильных групп ещё и при высыхании влажных мхов и лишайников – излюбленной среды обитания тихоходок.

Вероятно, Dsup появился в процессе их эволюции как инструмент адаптации к этим необычным условиям обитания.

Открытый американскими учёными молекулярный механизм, безусловно, поможет лучше понять биологию тихоходок. Но чудесный протеин Dsup также имеет большой потенциал с точки зрения медицины и фармакологии.

С его помощью специалисты получат долгоживущие, устойчивые к пагубным воздействиям клетки и усовершенствуют современную клеточную терапию.

Кроме того, защитный супербелок может укрепить и продлить жизнь некоторых клеточных сред, используемых в фармакологии. К ним относятся, например, культуры, вырабатывающие лекарственные вещества.

Подробнее ознакомиться с работой коллектива профессора Кадонаги можно на сайте eLife.

Ранее "Вести.Наука" также рассказывали о том, как тихоходки попали в список существ, способных пережить ядерную войну.