Vodeni medvedi postaju staklo kada se osuše


26. децембра 2015. Facebook Twitter LinkedIn Google+ Biologija


vodeni medved

Tardigrade – dobro poznati kao  vodeni medvedi ili kao mahovinski prasići – imaju prilično sve. Ovi mikroskopski beskičmenjaci sposobni su da prežive najekstremnije uslove kojima ih možete izložiti, uključujući i produženo isušivanje i skoro 100% gubitka vode, zamrzavanje i temperature ključanja, intenzivnu radijaciju jonizacije, kao i vakuum svemira.

U septembru, istraživači sa Univerziteta Čikago najavili su da su otkrili novu vrstu stakla – koje interno proizvode tardigrade tokom isušivanja. Dok im i dalje ostaje da otkriju kako se tačno to staklo stvara, zaključili su da je proizvedeno kao zaštitni mehanizam kako bi se tardigrade osigurale da mogu da prežive gubitak gotovo ukupne količine vode u svojim ćelijama.

„Kada uklonite vodu, oni se veoma brzo oblože molekulima stakla u velikim količinama. Na taj način ostaju u ovom stanju suspendovane animacije“, rekao je tada glavni istraživač i molekularni inženjer, Huan de Pablo.

Sada istraživači koje predvodi Tomas Butbi sa Univerziteta Severna Karolina kažu da su jedan korak bliži otkrivanju tajne biostakla tardigrada.

Predstavljajući na godišnjem sastanku Američkog društva za ćelijsku biologiju prošle sedmice, Butbi sa kolegama najavio je da su identifikovali gene koji su specifični za tardigrade i koji kodiraju specijalizovane proteine zvane proteini suštinskog poremećaja (IDP-i), za koje kažu da su odgovorni za stvaranje tardigradskog stakla.

Kao što i samo ime sugeriše, proteini suštinskog poremećaja su bez oblika i veoma su fleksibilni u normalnim uslovima, ali kada nastupi ekstremno isušiavnje, proizvodnja ovih proteina neznatno se povećava i oni se pretvaraju u čvrsto biološko staklo.

Ove novooformljene IDP strukture stakla ciljaju određene proteine, molekule i druge važne delove ćelija kada tardigrade počnu da gube vodu, i zatvaraju ih u krute, zaštitničke futrole kako ne se ne bi raspali tokom procesa isušivanja. Kada je tardigrada opet izložena vodi, staklo se topi i IDP-i se vraćaju u svoje neodređeno stanje.

Butbi i njegove kolege testirali su ovaj jedinstveni mehanizam za preživljavanje tako što su konstruisali tardigrade sa nižim nivoima IDP-a. Pronašli su da dok su ove tardigrade bile manje sposobne da izdrže isušivanje, ipak su ostajale netaknute drugim traumama poput ekstremne hladnoće. „Interesantno, ovi geni izgleda da nisu suštinski za generalni opstanak ili za preživljavanje drugih trauma“, kako izveštavaju.

Ovo sugeriše da bića imaju različite mehanizme za preživljavanje različitih tipova ekstremnog stresa.

Tim je konstruisao gljivice i bakterije kako bi napravio staklene proteine tardigrada, i otkrio da kada se izlože veoma suvim uslovima, sposobniji su da prežive proces isušivanja. Ovo bi moglo da bude ključ inženjerigna useva koji su otporni na sušu.

Još jedna primena za IDP-e je medicina. Butbi i njegove kolege kažu da mogu zaštititi odeđene enzime od isušivanja, i mogu ozbiljno smanjiti troškove skladištenja vakcina. „Priližno 80% troškova programa za vakcinaciju u zemljama u razvoju dolazi od održavanja vakcina u hladnim uslovima“, kako izveštavaju.

Kako Tina Hesman Sej iz Science News objašnjava, istraživači su pokazali da staklo tardigrada može takođe da zaštiti enzime od isušivanja u eksperimentima:

„Enzim [laktat dehidrogenaza] gubi svoju aktivnost kada je isušen. Ali kada su istraživači pomešali enzim sa proteinima stakla pre sušenja, enzim se vratio u normalnu, nakon rehidracije.“

Baš kao slično otporne gole krtice, koje su postale od neprocenjivog značaja za istraživanje kancera skorijih godina, otkrivanje tajni preživljavanja vodenih medveda mogli bi biti od velikog značaja.

Komentara