Найден способ повысить устойчивость человека: какое существо хранит в себе этот генетический секрет

Тихоходки, также известные как водяные медведи или моховые поросята – микроскопические существа, демонстрирующие невероятную выживаемость. Предыдущие исследования уже показали, что тихоходки способны выжить в кипятке, при экстремально низких температурах и сокрушительном давлении. Они также единственные животные, способные выжить в условиях открытого космоса, пишет Science Alert.

У Фокус. Технологии появился свой Telegram-канал. Подписывайтесь, чтобы не пропускать самые свежие и захватывающие новости из мира науки!

Еще одним открытием стало то, что тихоходки способны выдержать уровни радиации, в 2000 раз превышающие те, что способны выдержать клетки человека. Очевидно, что ученые заинтересовались тем, как им это удается.

В исследовании 2016 года ученым удалось раскрыть один из секретов тихоходок: ген с последовательностью, не похожей ни на один другой, известный в природе, который кодирует белок, встречающийся только у тихоходок. Ученые провели эксперимент, внедрив этот белок в клетки человека, что также повысило их устойчивость к радиации. Этот белок был назван супрессором повреждений, или Dsup, поскольку он помогает защищать ДНК – основу жизни – от повреждений.

С тех пор ученые по всему земному шару сосредоточились на том, чтобы понять, как именно работает белок Dsup.

Секрет защиты тихоходок

По словам научного сотрудника Университета Айовы Тайлера Дж. Вудворда, сегодня существует несколько объяснений замечательной способности Dsup защищать ДНК от радиации. Однако все эти идеи имеют разную степень экспериментального подтверждения.

В своей недавней работе Вудворд обнаружил, что белок прочно взаимодействует с ДНК – Dsup прочно связан с ДНК не только в одной точке, но и по всей ее длине. При этом у белка нет фиксированной формы: он скорее ведет себя как спагетти в воде, постоянно меняясь, изгибаясь и принимая различные формы.

Связываясь с ДНК, белок заставляет нити слегка раскручиваться. Это плавное раскручивание может сделать ДНК менее восприимчивой к повреждениям при воздействии радиации. В то же время, некоторые ученые считают, что Dsup действует как щит: покрывает ДНК и физически блокирует излучение, воздействующее на нее. Другие же придерживаются мнения, что белок усиливает клеточный механизм восстановления, устраняя повреждения еще до того, как они приведут к пагубным последствиям.

По мнению Вудворта, многие из этих идей, вероятно, могут быть верны одновременно. Поскольку Dsup защищает от многих видов радиации, а также от токсичных побочных продуктов, образующихся при радиационном повреждении, этот загадочный белок, вероятно, выполняет множество функций. Исследователи полагают, что понимание Dsup может помочь защитить человеческие клетки.

Польза Dsup для медицины

Сегодня ученые изучают возможность использования Dsup в медицине, в особенности при заболеваниях, повреждающих ДНК. Известно, что почти все виды рака связаны с повреждением ДНК, а потому ученые полагают, что белок Dsup может защитить здоровые ткани во время лечения рака, такого как лучевая или химиотерапия, повреждающие ДНК, а часто и здоровые клетки.

Однако использование Dsup в медицине на самом деле значительно шире. Например, во время инфарктов или инсультов ткани органов подвергаются всплескам окислительного стресса – химических реакций, приводящих к обширному повреждению ДНК. Есть вероятность, что белок способен защитить ДНК во время этих стрессовых событий.

Польза Dsup для сельского хозяйства и освоения космоса

Ученые считают, что белок Dsup также способен оказать влияние не сельское хозяйство, исследование космоса, а также хранение данных.

Когда исследователи модифицировали растения риса и табака для получения Dsup, растения стали более устойчивыми к радиации. Считается, что в будущем это может позволить снизить ущерб сельскохозяйственным культурам.

Что касается космической биологии, Dsup, вероятно, может помочь астронавтам противостоять интенсивному космическому излучению, ограничивающему длительные миссии.

Более того, некоторые ученые считают, что тихоходок также можно будет использовать для сверхстабильного хранения данных. Дело в том, что современные цифровые носители подвержены повреждениям в условиях окружающей среды, таких как высокие температуры или высокий уровень радиации. Исследователи считают, что цифровые носители можно преобразовать в последовательность ДНК и генетически встроить в геном тихоходки – это, вероятно, защитит данные от экстремальных условий.