Prihláste sa na odber vedeckého bulletinu CNN Wonder Theory. Preskúmajte vesmír so správami o fascinujúcich objavoch, vedeckých pokrokoch a ďalších.

CNN
—

Tardigrady, tiež známe ako vodné medvede, zvyčajne žijú v niektorých z najnáročnejších prostredí na Zemi. Tieto mikroskopické zvieratá sú také nezvyčajné, že precestovali celý svet Medzinárodná vesmírna stanica Vyhľadávanie.

Keď ide do tuhého, prekvapivo silné stvorenia dokážu vstúpiť do formy pozastavenej animácie, ktorá sa nazýva „stav tuningu“. Už celé desaťročia. Teraz vedci tvrdia, že objavili záhadný mechanizmus, ktorý aktivuje režim prežitia u zvierat – a táto práca by mohla mať dôsledky pre ľudí – Podľa novej štúdie.

Pri strese v extrémnom chlade alebo iných extrémnych podmienkach prostredia produkujú telá tardigradov nestabilné voľné kyslíkové radikály a nespárovaný elektrón, tiež známy ako reaktívne formy kyslíka, ktoré môžu poškodiť telové proteíny a DNA, ak sa nadmerne hromadia. (Áno, tento oxidačný stres je rovnaký fyziologický jav, aký zažívajú ľudia Pri strese Prečo odborníci na zdravie odporúčajú jesť veľké množstvo… Čučoriedky a iné antioxidačné potraviny Keď máte ťažký týždeň v práci.)

Vedci zistili, že mechanizmus prežitia začína, keď cysteín, jedna z aminokyselín, ktoré tvoria bielkoviny v tele, prichádza do kontaktu s týmito voľnými kyslíkovými radikálmi a dochádza k ich oxidácii. Tento proces je signálom, ktorý dáva tardigrade vedieť, že je čas vstúpiť do ochranného režimu. Voľné radikály sa takpovediac stávajú kladivom, ktorým sa rozbíja sklo požiarneho hlásiča.

Výsledky boli zverejnené 17. januára v časopise Jedno plus.

Toto odhalenie by nakoniec mohlo pomôcť pri vývoji materiálov, ktoré to dokážu Reaguje na extrémne podmienky, ako je hlboký vesmír Smithers, hlavný autor štúdie a postdoktorandský výskumný pracovník na Dana-Farber Cancer Institute a Harvard Medical School v Bostone, alebo liečby, ktoré by mohli odzbrojiť rakovinové bunky.

v Neľútostné biotopy Tak rozmanité ako Antarktída, horské štíty a hlbokomorské prieduchy, tardigrady sa stretávajú Extrémna teplota Alebo sucho stiahne ich osem ramien a zníži množstvo vody, ktorú ukladajú.

Tardigrady sa zmenšujú na štvrtinu svojej normálnej veľkosti. Lineárne a trochu mohutné bezstavovce sa v stave toon menia na ochranné, suché gule, kde číhajú v prostrediach, ktoré by zabili väčšinu iných foriem života.

Smithers a výskumníci na Univerzite v Severnej Karolíne v Chapel Hill a Marshall University v Huntingtone v Západnej Virgínii uviedli, že prvýkrát začali skúmať tento fenomén vďaka rastúcemu množstvu literatúry, ktorá naznačuje, že cysteín sa podieľal na spustení procesu záchvatov.

„Keď sme sa pozerali na zoznam všetkých týchto šialených podmienok, ktoré môžu tardigrady prežiť – vesmír, vo vákuu, vysoká koncentrácia soli, ako keď sa oceán začne vyparovať – ​​jediná vec, ktorá skutočne spájala všetky tieto veci, boli reaktívne formy kyslíka.“ „povedal. Smithers. „Bol to vlastne moment heuréky.“

V poslednom desaťročí si výskumníci začali uvedomovať, že reaktívne formy kyslíka, voľné radikály, ktoré boli kedysi považované za celkom „problém“, povedal Smithers, môžu byť „naozaj dôležité, aby naše telá fungovali a boli schopné prispôsobiť sa rôznym stresom“.

Predchádzajúce štúdie uviedli, že namiesto toho, aby voľné radikály pomáhali začať proces prispôsobenia ako ochrana pred stresormi, tardigrady sa chránili pred voľnými radikálmi. Smithers a jej kolegovia zistili, že produkcia voľných radikálov v tele je namiesto toho súčasťou procesu, ktorý pomáha tardigrade chrániť sa tým, že sa skrúti do tvrdej gule odolnej voči extrémnemu teplu, chladu alebo iným environmentálnym faktorom.

„Prišli sme s týmto nápadom (že), možno tieto druhy signalizujú tardigrades, aby vstúpili do svojho kontrolného stavu, “ povedala.

Pred nastavením dlhšieho procesu použitého v štúdii Smithers pozval vysokoškoláčku, aby jej pomohla spustiť rýchly experiment a otestovať jej skorú hypotézu o reaktívnych formách kyslíka a ich úlohe pri iniciovaní formovania tun.

Smithers požiadal študenta, aby išiel do lekárne a dostal nejaký peroxid, bežný voľný radikál. Kým Smithers sledoval experiment cez FaceTime, študent pustil trochu peroxidu na vodného medveďa, aby zistil, čo sa stane.

„Zrazu sa začal tlačiť dovnútra. Nohy mu začali zachádzať do tela. Začalo sa sťahovať. Stal sa z toho perfektný terén, o ktorom vieme, že ho očakávame,“ povedal Smithers.

Výskum sa nerobí len s cieľom zistiť, ako zvieratá prežívajú v drsnom prostredí, v ktorom často žijú. Smithers povedal, že zistenia by mohli pomôcť výskumníkom vyvinúť materiály, ktoré dokážu reagovať na extrémne podmienky – ako napríklad technické vybavenie hasičov, ktoré dokáže vytvoriť ochrannú bariéru. Keď sa podmienky stanú príliš drsnými – alebo vývoj lepších chemoterapeutických liečebných postupov na zničenie zhubných nádorov deaktiváciou ochranných opatrení, ktoré veľmi sťažujú zabíjanie rakovinových buniek.

Toto zistenie vzrušuje Dr. Williama R. Millera, výskumného asistenta na Baker University v Baldwin City, Kansas. Miller, ktorý študoval a písal o tardigradoch, nebol zapojený do tohto výskumu.

„Bolo by skvelé nájsť iné spôsoby, ako by sa tieto mechanizmy dali použiť na kontrolu rakoviny,“ povedal Miller.

Miller povedal, že na neho urobila dojem Smithersova schopnosť predstaviť si spôsoby, akými by sa dal výskum tardigrade implementovať do výskumu rakoviny a iných oblastí. Povedal, že to vyžaduje „ďalšiu úroveň rozumu a myslenia, aby sme našli prenos jednej technológie alebo jedného súboru vecí do technológie, ktorá je veľmi vzdialená. Potrebujeme toho viac.“

Jenna Schnewer Je spisovateľom, redaktorom a zvukovým producentom na voľnej nohe v Anchorage na Aljaške, ktorý sa zameriava (väčšinou) na vedu, umenie a cestovanie.