Odkryto tajemnicę niesporczaków. Jesteśmy bliżej hibernacji ludzi
Naukowcom udało się zidentyfikować precyzyjny mechanizm molekularny maleńkich bezkręgowców - niesporczaków - który wykorzystują do radzenia sobie w niesprzyjających warunkach. To odkrycie może mieć duże znaczenie dla medycyny.
Niesporczaki to jedne z najbardziej wytrzymałych zwierząt na Ziemi. Te mikroskopijne stworzenia są niekiedy nazywane "niedźwiedziami wodnymi". Potrafią przetrwać w środowiskach o ekstremalnych temperaturach, bez wody i tlenu.
Bliscy krewni stawonogów
Niesporczaki posiadają czujnik molekularny, który wykrywa niezamieszkane elementy ich środowiska i informuje je, kiedy przejść w stan uśpienia, a kiedy wznowić normalną aktywność. Znamy ponad 1100 gatunków niesporczaków. Te wolno żyjące bezkręgowce są uważane za bliskich krewnych stawonogów. Mają zwykle około 1 mm długości i żyją w bardzo różnych środowiskach. Można je znaleźć na kwitnących roślinach, w mchu, piasku, zbiornikach słodkiej wody i oceanach.
Większość roślinożernych niesporczaków przebija pojedyncze komórki roślinne swoimi czułkami i wysysa zawartość komórki w celu uzyskania pożywienia. Niektóre z nich są drapieżnikami, które pożerają inne małe bezkręgowce.
W przeprowadzonym niedawno badaniu naukowcy wystawili niesporczaki na działanie temperatury -80 st. Celsjusza. Dodatkowo umieścili je w środowisku o wysokim poziomie nadtlenku wodoru, by wywołać stan ich uśpienia. W odpowiedzi na te szkodliwe warunki, komórki niesporczaków wytwarzały szkodliwe wolne rodniki tlenowe.
"Niedźwiedzie wodne" i stan uśpienia
Wolne rodniki reagują z innymi cząsteczkami, ale utleniają również aminokwas zwany cysteiną. Jest to jeden z elementów budulcowych białek w organizmie. Reakcje z udziałem wolnych rodników powodują, że białka zmieniają swoją funkcję i strukturę oraz sygnalizują niesporczakom przejście w stan uśpienia. Cysteina spełnia tutaj ważną rolę - pozwala tym zwierzętom wyczuwać warunki środowiska wokół nich i reagować na stresory.
Zespół badawczy zastosował następnie substancje chemiczne, które blokowały cysteinę w ich środowisku. Okazało się, że na skutek tego zabiegu "niedźwiedzie wodne" nie były w stanie wykryć wolnych rodników i nie przeszły w stan uśpienia.
Według naukowców wyniki te pokazują, że cysteina jest kluczowym czujnikiem włączania i wyłączania uśpienia niesporczaków, które następuje w reakcji na wiele czynników stresogennych. Sugeruje to, że utlenianie cysteiny jest istotnym mechanizmem wykorzystywanym przez niesporczaki. To pomaga im przetrwać w stale zmieniającym się środowisku.
Jak stwierdziła współautorka badania, Leslie Hicks z Uniwersytetu Północnej Karoliny w USA:
Nasza praca ujawnia, że przetrwanie niesporczaków w warunkach stresowych zależy od odwracalnego utleniania cysteiny, poprzez które reaktywne formy tlenu służą jako czujnik umożliwiający niesporczakom reagowanie na zmiany zewnętrzne. To, czy jest to powszechnie zachowany mechanizm ochronny i czy jest on zachowany u wszystkich gatunków niesporczaków, to naprawdę ważne pytania.
Więcej na temat najnowszych badań naukowych dotyczących natury przeczytasz tutaj:
Dlaczego to istotne zagadnienie? Przyszłe badania nad działaniem tego mechanizmu mogą ustalić, czy dzieje się tak u wszystkich gatunków niesporczaków. Ponieważ wolne rodniki mogą być powiązane z dolegliwościami związanymi z wiekiem, więcej badań nad niesporczakami może pomóc naukowcom lepiej zrozumieć proces starzenia się.
To może mieć duże znaczenie dla medycyny. Efekty takich badań mogłyby pomóc w lepszej opiece nad starzejącymi się ludźmi, a także przyczynić się do stworzenia działającego procesu hibernacji w dalekich podróżach kosmicznych.
