Михаил Батин
Вчера в 14:37 ·
Нас ведь крайне интересует, почему тихоходки могут такое, что мы не можем. За счёт каких генов?
Тихоходки – маленькие животные, обитающие в водоемах, на сегодня известно более 1000 их видов. Тихоходки бывают морские, пресноводные и наземные (с временным доступом к водоему).
Последний их тип особенно интригующий из-за их способности переносить различные стрессы. В первую очередь – почти полное обезвоживание.
При потере влаги тихоходки теряют воду в организме и переходят в обратимое состояние обезвоживания — ангидробиоз.
При этом обезвоженные тихоходки выдерживают невероятные экстремальные нагрузки.
Во-первых, их не берет температура, выдерживают от -273°C до почти +100°C , потом высокое давление, погружение в органический растворитель, воздействие высокой дозой облучения. Даже открытом космосе им хоть бы хны.
Очевидно, нас волнует, какие молекулярные механизмы, обеспечивающие такую исключительную толерантность к стрессовым факторам.
Японские ученые секвенировали геном одной из самых стрессоустойчивых тихоходок, Ramazzottius varieornatus. Вот что они выяснили.
В геноме тихоходок присутствует небольшая доля (около 1%) предполагаемо чужеродных генов, полученных в результате горизонтального переноса. Кроме того, тихоходка лишена сигнальных путей, связывающих различные стрессы, такие, как гипоксия, генотоксический стресс и окислительный стресс, с подавлением активности сигнального пути mTORC1.
mTORC1 — очень важный ген в старении, мишень рапамицина, известный иммунодепрессант. Этот белок играет центральную роль в контроле клеточного роста.
Как предполагают авторы, таким образом тихоходка избегает чрезмерного разрушения клеточных компонентов после тяжелого стресса, подавляя индукцию аутофагии. При этом все другие компоненты передачи сигналов (связанные с энергетическими субстратами) для регуляции mTORC1 в геноме тихоходки присутствуют.
Что не менее важно, у тихоходки есть многочисленное семейство генов, чья работа связана с уменьшением количества повреждений в результате стрессов различной природы.
Это касается, например генов SOD (супероксиддисмутаза) и MRE11, связанных с антиоксидантной активностью и репарацией ДНК.
Семейство антиоксидантного фермента SOD у многоклеточных обычно состоит из 10 копий. А у тихоходки – из 16.
В ее геноме также было обнаружено четыре копии гена MRE11, продукт которого участвует в репарации повреждений ДНК, в то время, как у других животных обычно присутствует лишь одна копия данного гена.
Это очень важно знать, для тех, кто ищет комбинацию воздействий для продления жизни.
Примечательно, что помимо всего прочего тихоходки не могут окислять жиры в пероксисомах, клеточных органеллах, как это делают многие другие живые организмы. У них отсутствуют специфические ферменты для ?-окисления жирных кислот.
При этом у тихоходок присутствует полный набор ферментов для ?-окисления в митохондриях. Этот феномен ученые связывают с системой противодействия окислительному стрессу, поскольку известно, что пероксисомальное окисление жиров связано с повышенной генерацией АФК.
Его отсутствие может быть одним из факторов, придающих тихоходкам устойчивость к стрессу.
Это не всё.
Генетики обнаружили у тихоходок высокий уровень экспрессию новых, уникальных генов.
Исследователи пошли дальше и провели эксперимент на клетках человека с одним из таких генов, который кодирует белок Dsup (Damage suppressor).
Он снижает уровень негативного влияния внешних факторов на организм тихоходок. Клетки человека с встроенным геном тихоходки, кодирующим белок Dsup, оказались почти в 2 раза устойчивее в стрессу и повреждениям ДНК, вызванным рентгеновским облучением.
Кроме того, этот белок, как показали эксперименты, защищал клетки человека от окислительного стресса, вызванного избытком перекиси водорода.
Всячина НФ ОК, все, что не по раундам
Список форумов · Архив «Пролета Фантазии» · Открытый конкурс научной фантастики 2022
