Pred niekoľkými rokmi Anne de Sian vstúpila do svojej záhrady v Paríži, aby predstavila svojim deťom skryté zázraky zvieracej ríše. Dr. De Sian, molekulárny biológ, pozbieral kúsky machu, potom sa vrátil dovnútra, namočil ich do vody a vložil pod mikroskop. Jeho deti kútikom oka zazreli zvláštne stvorenia s ôsmimi nohami, ktoré liezli po machu.
„Boli ohromení,“ povedal Dr. De Sian.
Ale neskončila s drobnými zvieratkami, známymi ako tardigrady. Priniesla ich do svojho laboratória vo francúzskom Národnom prírodovednom múzeu, kde ich spolu s kolegami zasiahli gama lúčmi. Tieto výbuchy boli stokrát silnejšie ako žiarenie potrebné na zabitie človeka. Napriek tomu tardigrady prežili a žili svoj život, akoby sa nič nestalo.
Vedci už dlho vedia, že tardigrady sú extrémne odolné voči žiareniu, ale teraz doktor De Sian a ďalší výskumníci odhaľujú tajomstvá ich prežitia. Tardigrads sa stali odborníkmi na molekulárne opravy, ktorí sú schopní rýchlo znovu poskladať hromady rozbitej DNA, podľa štúdie zverejnenej v piatok a ďalšej štúdie zverejnenej začiatkom tohto roka.
Vedci sa už stáročia pokúšajú prelomiť obranu tardigradov. V roku 1776 taliansky prírodovedec Lazzaro Spallanzani opísal, ako môžu zvieratá úplne vyschnúť a potom ich oživiť striekajúca voda. V nasledujúcich desaťročiach vedci zistili, že tardigrady dokážu vydržať drvivý tlak, hlboký chlad a dokonca cestovať do vesmíru.
V roku 1963 tím francúzskych výskumníkov zistil, že tardigrady dokážu odolať masívnym röntgenovým lúčom. V nedávnych štúdiách vedci zistili, že niektoré druhy tardigradov dokážu odolať dávkam žiarenia až 1 400-krát vyšším, než je dávka potrebná na zabitie človeka.
Žiarenie je smrteľné, pretože láme vlákna DNA. Vysokoenergetický lúč, ktorý zasiahne molekulu DNA, môže spôsobiť priame poškodenie; Môže tiež spôsobiť zmätok tým, že sa zrazí s akoukoľvek inou molekulou vo vnútri bunky. Táto zmenená molekula potom môže napadnúť DNA.
Vedci mali podozrenie, že tardigrady by mohli zabrániť alebo znížiť toto poškodenie. V roku 2016 výskumníci z Tokijskej univerzity Objavili proteín s názvom DSUP, ktorý zrejme chráni tardigradové gény pred energetickými lúčmi a chybnými molekulami. Výskumníci testovali svoju hypotézu vložením DSUP do ľudských buniek a ich vystavením röntgenovému žiareniu. Bunky DSUP boli menej poškodené ako bunky bez tardigradového proteínu.
Tento výskum podnietil záujem Dr. De Siana o tardigrady. So svojimi kolegami študoval zvieratá zhromaždené v ich parížskych záhradách, ako aj jeden druh nájdený v Anglicku a tretí z Antarktídy. ako povedal V januári gama lúče zničili DNA tardigradov, no nedokázali ich zabiť.
Biologička Courtney Clark-Hachtel z University of North Carolina v Asheville a jej kolegovia nezávisle zistili, že tardigrady skončili so zlomenými génmi, Ich štúdia bola zverejnená v piatok v časopise Current Biology.
Tieto zistenia naznačujú, že DSUP sám o sebe nezabraňuje poškodeniu DNA, aj keď je možné, že proteíny poskytujú čiastočnú ochranu. Je ťažké to vedieť s istotou, pretože vedci stále zisťujú, ako vykonávať experimenty s tardigrades. Nemôžu napríklad skonštruovať zvieratá bez génu DSUP, aby videli, ako by zvládli radiáciu.
„Radi by sme urobili tento experiment,“ povedal Jean-Paul Concordet, kolega Dr. de Sian v múzeu. „Ale to, čo môžeme urobiť s tardigradami, je stále dosť základné.“
Obe nové štúdie odhalili ďalší trik tardigradov: Rýchlo opravia svoju zlomenú DNA.
Potom, čo sú tardigrady vystavené žiareniu, ich bunky používajú stovky génov na vytvorenie novej dávky proteínov. Mnohé z týchto génov sú biológom známe, pretože iné druhy – vrátane nás – ich používajú na opravu poškodenej DNA.
Naše vlastné bunky neustále opravujú gény, Vlákna DNA v typickej ľudskej bunke sa zlomia asi 40-krát denne – a zakaždým ich naše bunky musia opraviť.
Tardigrady vytvárajú tieto štandardné opravné proteíny v prekvapivo veľkých množstvách. „Pomyslela som si: To je smiešne,“ spomenula si doktorka Clark-Hachtel, keď prvýkrát merala jeho hladiny.
Dr. De Sian a jeho kolegovia tiež zistili, že žiarenie spôsobuje, že tardigrady vytvárajú niekoľko proteínov, ktoré u iných zvierat nie sú viditeľné. Zatiaľ jeho činy zostávajú väčšinou záhadou.
Vedci vybrali na štúdium jeden obzvlášť hojný proteín s názvom TRD1. Keď bol zavedený do ľudských buniek, zdalo sa, že pomáha bunkám odolávať poškodeniu ich DNA. Dr. Concordat predpokladal, že TRD1 môže držať chromozómy na mieste a udržiavať ich v správnom tvare, aj keď sa ich reťazce začnú lámať.
Štúdium proteínov ako TRD1 nielenže odhalí schopnosti tardigradov, ale môže viesť aj k novým myšlienkam o liečbe zdravotných porúch, povedal Dr. Concordat. Napríklad poškodenie DNA hrá úlohu pri mnohých typoch rakoviny. „Nech použijú akékoľvek triky, môžeme z nich profitovať,“ povedal Dr. Concordat.
Doktor Concordat stále považuje za zvláštne, že tardigrady sú také dobré v prežívaní radiácie. Nepotrebujú totiž prežiť v jadrových elektrárňach či jaskyniach bohatých na urán.
„To je jedna z veľkých hádaniek: Prečo sú tieto organizmy také odolné voči žiareniu?“ Povedal.
Dr Concordat povedal, že táto tardigradová superveľmoc môže byť len mimoriadna náhoda. Dehydratácia môže tiež rozložiť DNA, takže tardigrady môžu použiť svoje štíty a opraviť proteíny, aby odolali vysychaniu.
Aj keď sa parížska záhrada môže zdať ako jednoduché miesto na život, Dr. Concordat povedal, že môže spôsobiť veľa výziev pre tardigrade. Dokonca aj chýbajúca rosa každé ráno môže byť katastrofou.
„Nevieme, aký je život tam dole v machu,“ povedal.
