Виявлено метод підвищення витривалості людини: яке живе створіння носить цей генетичний ключ?

Науковці виявили білок у найстійкішої істоти на планеті, що спонукало їх до розробки інноваційних терапій для боротьби з раком та серцево-судинними хворобами. Яка ж це тварина?

Тихоходки, які також називають водяними ведмедиками або моховими поросятами, є мікроскопічними організмами, що вражають своєю надзвичайною витривалістю. Різноманітні дослідження вже продемонстрували, що ці істоти можуть існувати у киплячій воді, при надзвичайно низьких температурах і під величезним тиском. Вони є єдиними тваринами, здатними вижити в умовах відкритого космосу, згідно з інформацією, наданою Science Alert.

У Фокус. Технології запустили власний Telegram-канал. Приєднуйтесь до нас, щоб бути в курсі найновіших та найцікавіших новин у сфері науки!

Іншим важливим відкриттям стало те, що тихоходки можуть витримувати рівні радіації, які в 2000 разів перевищують ті, що здатні витримати людські клітини. Це викликало значний інтерес у вчених, які прагнуть зрозуміти механізми, що дозволяють цим організмам виживати в таких екстремальних умовах.

У дослідженні 2016 року вченим вдалося розкрити один із секретів тихоходок: ген із послідовністю, не схожою на жодну іншу, відому в природі, що кодує білок, який трапляється тільки у тихоходок. Вчені провели експеримент, впровадивши цей білок у клітини людини, що також підвищило їхню стійкість до радіації. Цей білок був названий супресором ушкоджень, або Dsup, оскільки він допомагає захищати ДНК -- основу життя -- від ушкоджень.

З того часу дослідники з різних куточків планети активно займаються вивченням механізмів функціонування білка Dsup.

На думку наукового співробітника Університету Айови Тайлера Дж. Вудворда, нині існує кілька теорій, що пояснюють вражаючу здатність Dsup захищати ДНК від впливу радіації. Однак кожна з цих концепцій має різний рівень експериментального підтвердження.

У своїй нещодавній дослідницькій роботі Вудворд встановив, що білок Dsup демонструє стійку взаємодію з ДНК. Ця взаємодія відбувається не лише в окремих ділянках, а поширюється вздовж усієї молекули ДНК. Цікаво, що сам білок не має стабільної структури: він поводиться подібно до спагеті в воді, постійно змінюючи свою форму, вигинаючись і набуваючи різноманітних конфігурацій.

Взаємодіючи з ДНК, білок викликає легке розкручування її спіралі. Це м'яке розкручування може зменшити вразливість ДНК до ушкоджень, які викликані радіацією. Деякі науковці вважають, що Dsup виконує роль захисного бар'єру, обгортаючи ДНК і фізично перешкоджаючи впливу випромінювання. Інші ж вважають, що цей білок активізує клітинні механізми відновлення, усуваючи ушкодження ще до того, як вони можуть призвести до серйозних наслідків.

Вудворт вважає, що багато з цих концепцій можуть виявитися одночасно вірними. Оскільки Dsup забезпечує захист від різних типів радіації та токсичних побічних продуктів, які виникають унаслідок радіаційного ушкодження, цей загадковий білок, ймовірно, виконує безліч ролей. На думку науковців, вивчення Dsup може сприяти захисту людських клітин.

Сьогодні дослідники займаються вивченням потенційного застосування білка Dsup у медицині, зокрема в контексті захворювань, які завдають шкоди ДНК. Відомо, що практично всі види раку мають зв'язок з ушкодженням генетичного матеріалу, тому вчені вважають, що Dsup може забезпечити захист здорових клітин під час лікування раку, зокрема під час променевої або хіміотерапії, які часто також шкодять здоровим тканинам.

Однак використання Dsup у медицині насправді значно ширше. Наприклад, під час інфарктів або інсультів тканини органів піддаються сплескам окисного стресу -- хімічних реакцій, що призводять до значного пошкодження ДНК. Є ймовірність, що білок здатний захистити ДНК під час цих стресових подій.

Дослідники вважають, що білок Dsup може мати вплив не лише на сільське господарство, але й на космічні дослідження та зберігання інформації.

Коли вчені провели модифікацію рослин рису та тютюну з метою отримання Dsup, ці рослини продемонстрували підвищену стійкість до радіаційних впливів. Існує надія, що в майбутньому це відкриття дозволить зменшити негативний вплив на сільськогосподарські культури.

У контексті космічної біології, Dsup, ймовірно, здатний допомогти астронавтам справлятися з високим рівнем космічного випромінювання, що стає перешкодою для тривалих експедицій.

Ба більше, деякі вчені вважають, що тихоходок також можна буде використовувати для надстабільного зберігання даних. Річ у тім, що сучасні цифрові носії схильні до пошкоджень в умовах навколишнього середовища, таких як високі температури або високий рівень радіації. Дослідники вважають, що цифрові носії можна перетворити на послідовність ДНК і генетично вбудувати в геном тихоходки -- це, ймовірно, захистить дані від екстремальних умов.

Нагадаємо, що раніше ми повідомляли про те, як найстійкіші істоти на планеті знову вразили наукову спільноту: вони здатні відновлюватися після впливу радіації.