Οι ερευνητές ανακαλύπτουν νέες ενδείξεις για το πώς τα tardigrades μπορούν να επιβιώσουν έντονη ακτινοβολία
Οι Tardigrades ανήκουν στο Phylum Tardigrada, μια ομάδα μικροσκοπικών ασπόνδυλων που βρέθηκαν σε διάφορα ενδιαιτήματα παγκοσμίως, από βουνά μέχρι τη βαθιά θάλασσα. Η ανθεκτικότητα τους προέρχεται από την ικανότητά τους να εισέλθουν σε κατάσταση αναστολής που ονομάζεται Cryptobiosis, κατά τη διάρκεια της οποίας ο μεταβολικός ρυθμός τους πέφτει κοντά στο μηδέν και μπορεί να αντέξει τις ακραίες συνθήκες για παρατεταμένες περιόδους.
Ένας βασικός παράγοντας στην αντίσταση των Tardigrades στην ακτινοβολία έγκειται στους μοναδικούς μηχανισμούς απόκρισης βλάβης του DNA. Όταν εκτίθεται σε ιονίζουσα ακτινοβολία, η οποία μπορεί να προκαλέσει επιβλαβείς βλάβες και μεταλλάξεις του DNA, τα tardigrades ενεργοποιούν ένα περίπλοκο δίκτυο οδών επισκευής DNA. Αυτές οι οδοί χρησιμοποιούν εξειδικευμένες πρωτεΐνες που ανιχνεύουν και επισκευάζουν τις αλλοιώσεις του DNA, εξασφαλίζοντας τη διατήρηση των γενετικών πληροφοριών κρίσιμη για την επιβίωση.
Σε μια πρόσφατη μελέτη που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό Nature Communications, οι ερευνητές επικεντρώθηκαν σε μια συγκεκριμένη πρωτεΐνη που ονομάζεται DSUP (καταστολέας βλάβης), άφθονο σε tardigrades. Ανακάλυψαν ότι το DSUP διαδραματίζει κεντρικό ρόλο στην προστασία του DNA από ζημιές ακτινοβολίας. Το DSUP δεσμεύεται και σταθεροποιεί τις δομές του DNA, αποτρέποντας τη θραύση του κλώνου και άλλες μορφές βλάβης που προκαλούνται από την ακτινοβολία. Αυτή η προστατευτική λειτουργία του DSUP είναι απαραίτητη για τη διατήρηση της ακεραιότητας του γονιδιώματος Tardigrade κατά τη διάρκεια της έκθεσης σε υψηλά επίπεδα ακτινοβολίας.
Μια άλλη μελέτη, που δημοσιεύθηκε στο περιοδικό PLOS Genetics, αναγνώρισε διάφορα γονίδια που εμπλέκονται στην επισκευή του DNA και την ανταπόκριση του στρες που εκφράζονται σε μεγάλο βαθμό σε tardigrades σε σύγκριση με άλλα ζώα. Αυτά τα γονίδια κωδικοποιούν πρωτεΐνες που συμμετέχουν στην επισκευή εκτομής βάσης, μια διαδικασία που αφαιρεί τις κατεστραμμένες βάσεις DNA και τον ομόλογο ανασυνδυασμό, έναν μηχανισμό που επισκευάζει τα διαλείμματα διπλής έλικας. Η αυξημένη ρύθμιση αυτών των γονιδίων συμβάλλει περαιτέρω στην ικανότητα των Tardigrades να επιδιορθώσουν αποτελεσματικά τη βλάβη του DNA που προκαλείται από την ακτινοβολία.
Επιπλέον, οι tardigrades διαθέτουν αξιοσημείωτη ικανότητα να απομονώνουν τις ελεύθερες ρίζες, εξαιρετικά αντιδραστικά μόρια που μπορούν να προκαλέσουν οξειδωτική βλάβη στα κυτταρικά συστατικά. Τα κύτταρα τους περιέχουν υψηλές συγκεντρώσεις αντιοξειδωτικών, συμπεριλαμβανομένης της δισμουτάσης υπεροξειδίου και της καταλάσης, η οποία εξουδετερώνει αποτελεσματικά τις ελεύθερες ρίζες, αποτρέποντας την κυτταρική βλάβη και τη δυσλειτουργία.
Η εξαιρετική ανθεκτικότητα των tardigrades σε ακτινοβολία και άλλες ακραίες συνθήκες έχει συγκεντρώσει σημαντικό ενδιαφέρον στον τομέα της αστροβιολογίας, τη μελέτη της ζωής πέρα από τη Γη. Η κατανόηση των μηχανισμών που διέπουν τις στρατηγικές επιβίωσης των Tardigrades θα μπορούσε να προσφέρει πολύτιμες γνώσεις σχετικά με τη δυνατότητα να υπάρξει ζωή σε σκληρά περιβάλλοντα σε άλλους πλανήτες ή φεγγάρια μέσα στο ηλιακό μας σύστημα και πέραν αυτού.
Συμπερασματικά, η ικανότητα των Tardigrades να αντέχουν στην έντονη ακτινοβολία προέρχονται από ένα συνδυασμό της ικανότητάς τους να εισάγουν κρυπτοβίωση, τους αποτελεσματικούς μηχανισμούς επισκευής βλάβης του DNA και τα αποτελεσματικά αντιοξειδωτικά τους συστήματα άμυνας. Αυτές οι αξιοσημείωτες προσαρμογές υπογραμμίζουν την απίστευτη ποικιλομορφία και την ανθεκτικότητα της ζωής στη γη και ανοίγουν νέους δρόμους για την έρευνα στα όρια της βιολογικής προσαρμογής και της επιβίωσης.
