การใช้การวิเคราะห์จีโนม, transcriptome และ proteome ของสายพันธุ์ tardigrade ที่ค้นพบใหม่Henanensis Henanensisนักวิทยาศาสตร์สำรวจพื้นฐานระดับโมเลกุลที่มีส่วนทำให้เกิด radiotolerance ในสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังขนาดเล็กเหล่านี้
แผนผังของกลไกที่ให้ radiotolanceHenanensis Henanensis- เครดิตภาพ: Liet al., doi: 10.1126/science.adl0799
หรือที่รู้จักกันในชื่อหมีน้ำหรือมอสลูกสุกรเป็นกลุ่มสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังขนาดเล็กที่มีชื่อเสียงสำหรับความสามารถในการทนต่อสภาพที่รุนแรง
ค้นพบครั้งแรกในปี ค.ศ. 1773 สิ่งมีชีวิตเหล่านี้สามารถมีชีวิตอยู่ได้นานถึง 60 ปีและเติบโตเป็นขนาดสูงสุด 0.5 มม. มองเห็นได้ดีที่สุดภายใต้กล้องจุลทรรศน์
พวกเขาสามารถอยู่รอดได้นานถึง 30 ปีโดยไม่มีอาหารหรือน้ำสักสองสามนาทีที่อุณหภูมิต่ำสุดที่ลบ 272 องศาเซลเซียส (ลบ 457 องศาฟาเรนไฮต์) หรือสูงถึง 150 องศาเซลเซียส (302 องศาฟาเรนไฮต์) องศาเซลเซียส (ลบ 4 องศาฟาเรนไฮต์) มานานหลายทศวรรษ
พวกเขาทนต่อแรงกดดันจาก ATM 0 ATM ในอวกาศสูงถึง 1,200 atm ที่ด้านล่างของร่องลึกของ Marianas
พวกเขายังความต้านทานต่อการแผ่รังสีไอออไนซ์พิเศษมีปริมาณสูงถึง 3,000 ถึง 5,000 สีเทา (Gy) ของรังสีแกมม่าซึ่งประมาณ 1,000 เท่าของปริมาณที่เป็นอันตรายถึงตายสำหรับมนุษย์
กลไกของ radiotolerance ใน tardigrades ยังคงไม่ชัดเจน
การศึกษาก่อนหน้านี้ตรวจสอบว่าพวกเขาทำเช่นนี้แสดงให้เห็นว่า Tardigrades มีความสามารถในการซ่อมแซม DNA ที่แข็งแกร่ง
พวกเขายังแสดงโปรตีนเฉพาะ tardigrade ที่เรียกว่าตัวยับยั้งความเสียหาย (DSUP) ซึ่งเมื่อแสดงในเซลล์มนุษย์ปกป้อง DNA จากความเสียหายจากรังสี
ในการวิจัยใหม่มหาวิทยาลัย Qingdao Lei Li และเพื่อนร่วมงานได้อธิบายถึงสายพันธุ์ใหม่ของ Tardigrade:Henanensis Henanensis-
ผ่านการวิเคราะห์ทางสัณฐานวิทยาและโมเลกุลโดยละเอียดพวกเขายังสำรวจพื้นฐานของ radiotolerance ของสปีชีส์
นักวิจัยประเมินว่าการสัมผัสกับรังสีไอออนหนักเปลี่ยนโปรไฟล์โมเลกุลของสัตว์อย่างไร พวกเขาพบว่ายีนที่เกี่ยวข้องกับความเครียด 285 ตัวถูกควบคุม
พวกเขาค้นพบกลไกระดับโมเลกุลสามแบบที่นำไปสู่การเรดิโอในสิ่งมีชีวิต
ประการแรกยีนแบคทีเรียที่ถ่ายโอนในแนวนอน Dopa dioxygenase 1 (add1) เพิ่มความต้านทานการแผ่รังสีโดยการผลิต betalains - เม็ดสีที่มีคุณสมบัติการกำจัดอนุมูลอิสระที่มีศักยภาพมักจะพบในพืชเชื้อราและแบคทีเรีย
ประการที่สองโปรตีนเฉพาะ tardigradeTDP1อำนวยความสะดวกในการซ่อมแซม DNA Double-Strand Breaks
สุดท้ายยีน chaperone ไมโตคอนเดรียBCS1ซึ่งขยายตัวในระหว่างการวิวัฒนาการของ Tardigrade นั้นมีการควบคุมอย่างไม่ซ้ำกันในการตอบสนองต่อการแผ่รังสีการป้องกันเซลล์จากความเสียหายของไมโตคอนเดรียที่เกิดจากรังสี
“ ความต้านทานต่อสิ่งแวดล้อมอย่างมากของ extremophiles เช่น tardigrades เป็นขุมสมบัติของกลไกโมเลกุลที่ยังไม่ได้สำรวจของการต้านทานความเครียด” ผู้เขียนกล่าว
“ การวิจัยเชิงหน้าที่เกี่ยวกับกลไกการเรดิโอการรักษาเหล่านี้จะขยายความเข้าใจของเราเกี่ยวกับการอยู่รอดของเซลล์ภายใต้เงื่อนไขที่รุนแรงและอาจเป็นแรงบันดาลใจในการส่งเสริมสุขภาพของมนุษย์และการต่อสู้กับโรค”
ที่ผลลัพธ์ได้รับการตีพิมพ์ 25 ตุลาคม 2567 ในวารสารศาสตร์-
-
Lei Liet al- 2024. ภูมิทัศน์หลายอึกและพื้นฐานระดับโมเลกุลของการทนต่อการแผ่รังสีใน tardigradeศาสตร์386 (6720); ดอย: 10.1126/Science.adl0799
