เมื่อเร็ว ๆ นี้นักวิทยาศาสตร์ได้ถอดรหัสส่วนประกอบสำคัญในคลังแสงแห่งพลังของ tardigrades เผยให้เห็นว่าโปรตีนที่เป็นเอกลักษณ์ของหมีน้ำที่ทุกคนชื่นชอบทำหน้าที่เป็นเกราะป้องกันรังสีที่เป็นอันตราย
แม้ว่า tardigrades เล็ก ๆ จะมีชื่อเสียงอย่างเหนียวแน่น พวกเขาสามารถทนต่อสภาพอากาศที่รุนแรงซึ่งจะฆ่าสิ่งมีชีวิตเกือบทุกรูปแบบรวมถึงการสัมผัสกับความเย็นเยือกความร้อนจากการเลี้ยงและการแผ่รังสีสุญญากาศและการตาย
แต่สิ่งที่เป็นความลับทางเคมีที่ให้ tardigrades ใกล้คงกระพันของพวกเขา? เพื่อที่จะตอบคำถามนั้นนักวิจัยมองอย่างใกล้ชิดที่สารประกอบที่พบเฉพาะใน tardigrades: โปรตีนที่เรียกว่าความเสียหาย - ยับยั้งหรือ Dsup
พลังป้องกันของโปรตีนนี้ถูกค้นพบก่อนหน้านี้เพื่อขยายเกิน tardigrades; เมื่อเพิ่มเข้าไปในเซลล์มนุษย์ Dsup จะป้องกันความเสียหายจากรังสีเอกซ์ และตอนนี้นักวิทยาศาสตร์ได้ค้นพบวิธีที่ Dsup ผูกกับโครงสร้างของโครโมโซมและปกป้อง DNA จากอันตรายของรังสีนักวิจัยรายงานในการศึกษาใหม่
“ เราคิดว่าโปรตีนที่น่าสนใจในสิ่งมีชีวิตสุดขั้วอาจบอกเราว่ามีอะไรใหม่ที่เราจะไม่ได้รับจากโปรตีนปกติ” James Kadonaga ผู้เขียนร่วมการศึกษาศาสตราจารย์ของวิทยาศาสตร์ชีวภาพแห่งมหาวิทยาลัยแคลิฟอร์เนียซานดิเอโกกล่าว .
แม้ว่า tardigrades อาจดูไม่สามารถทำลายได้ แต่พวกเขาต้องการน้ำเพื่อให้สามารถใช้งานและทำซ้ำได้ ในกรณีที่ไม่มีน้ำพวกเขาจะล่าถอยไปในรูปแบบของแอนิเมชันที่ถูกแขวนไว้ซึ่งเรียกว่าสถานะ Tun ซึ่งจะช่วยไล่ความชื้นออกจากร่างกายของพวกเขาและอยู่ในบริเวณที่ถูกทำให้แห้งจนกว่าสภาพที่เอื้ออำนวยจะกลับมาอีก
ในฐานะที่เป็น tuned, tardigrades จะไม่สามารถก่อให้เกิดอันตรายได้เกือบทุกรูปแบบและสามารถฟื้นขึ้นมาได้อีกหลายทศวรรษหลังจากผ่านไปหลายทศวรรษ หลายพันคนอาจกระจัดกระจายอยู่บนพื้นผิวดวงจันทร์หลังจากที่ชาวอิสราเอล Beresheet (ซึ่งกำลังแบกของหมีน้ำผิวน้ำ) ตกบนพื้นเมื่อวันที่ 11 เมษายนระหว่างการลงจอดล้มเหลว ภายใต้เงื่อนไขบางประการหากพวกเขารอดชีวิตจากการตกกระแทก Tardigrades ที่แห้งแล้วเหล่านั้นก็ยังสามารถกลับมามีชีวิตได้
ทำลายไม่ได้ดูเหมือน
โปรตีนบางชนิดที่อนุญาตให้ tardigrades ฟื้นขึ้นหลังจากที่ถูกทำให้แห้งจะถูกพบในสิ่งมีชีวิตอื่น ๆ แต่ Dsup นั้นไม่ได้มีลักษณะเฉพาะกับหมีน้ำ และในขณะที่การศึกษาก่อนหน้านี้พบว่าโปรตีนนี้ทำให้เซลล์มนุษย์สามารถต้านทานต่อรังสีเอกซ์ได้กลไกของวิธีการที่ Dsup ทำนั้นไม่แน่นอน
ในการศึกษาใหม่นักวิจัยค้นพบว่า Dsup ผูกกับโครงสร้างที่เรียกว่า chromatin ซึ่งเป็นแพคเกจที่เก็บ DNA ยาวของเซลล์ในบรรจุภัณฑ์หนาแน่น Kadonaga กล่าวกับ Live Science
“ เราพบว่ามันจับกับโครมาตินจากนั้นเราถามว่า 'มันจะต้านทานรังสีเอกซ์ได้อย่างไร'” เขากล่าว
เมื่อเซลล์ถูกอาบด้วยรังสีเอกซ์โมเลกุลของน้ำจะแตกตัวและก่อตัวเป็นอนุภาคที่มีปฏิกิริยาสูงของออกซิเจนและไฮโดรเจนที่เรียกว่าอนุมูลไฮดรอกซิล อนุมูลเหล่านี้สามารถทำลาย DNA ภายในเซลล์ได้
"เราคิดว่า 'ทำไมเราไม่ลองดูว่า Dsup สามารถปกป้อง DNA จากอนุมูลไฮดรอกซิลได้หรือไม่?' และคำตอบคือใช่ก็ทำได้ "คาโดนากะอธิบาย Dsup พลังงานสูงมีโครงสร้างคล้ายเมฆ เมฆล้อมรอบซองโครมาตินของ DNA ปิดกั้นอนุมูลไฮดรอกซิลและป้องกันไม่ให้รบกวนดีเอ็นเอเซลล์
“ ตอนนี้เรารู้แล้วว่ามันทำงานยังไงนั่นเป็นก้าวสำคัญที่จะนำไปใช้กับการใช้งานจริง” Kadonaga กล่าว
นักวิทยาศาสตร์สามารถใช้มันเป็นแบบพิมพ์เขียวสำหรับสร้างโปรตีนชนิดอื่น - "ดีซัพรุ่นที่ดีกว่า" - ซึ่งมีประสิทธิภาพมากกว่าในการปกป้องเซลล์จากการทำลายของดีเอ็นเอ Kadonaga กล่าว . โปรตีนใหม่เหล่านี้อาจจะไม่ถูกนำมาใช้ในการสร้างคนที่ป้องกันรังสี แต่พวกเขาสามารถปรับปรุงความแข็งแกร่งของเซลล์เพาะเลี้ยงที่ใช้สำหรับการเจริญเติบโตทางเภสัชกรรม
"คุณสามารถมีเซลล์ที่คงทนมากขึ้นและเซลล์ที่มีอายุยืนกว่านั่นอาจเป็นกรณีของการวาง Dsup บางรูปแบบไว้ในเซลล์นั้น" เขากล่าว
การค้นพบนี้ตีพิมพ์ออนไลน์วันอังคาร (1 ต.ค. ) ในวารสาร eLife
