Tie gyvūnai – tai mikroskopiniai bestuburiai – lėtūnai (Tardigrada), dar vadinami vandens meškiukais, kurie jau seniai stebina savo atsparumu temperatūrų pokyčiams, perkrovoms, net radiacijai.
Vos smėlio smiltelės dydžio lėtūnai atrodo kaip kito pasaulio gyventojai.
Jie priskiriami ekstremofilams – tokiems organizmams, kurie gali išgyventi ekstremaliomis aplinkos sąlygomis.
Lėtūnai laikomi ekstremofilų rekordininkais – jie gali išgyventi verdančiame vandenyje, esant ypač žemai temperatūrai ar veikiami jonizuojančiąja spinduliuote.
Viename eksperimente lėtūnai 26 valandas išbuvo patalpinti į vonelę, atšaldytą iki minus 253 laipsnių Celsijaus. Tai temperatūra, artima absoliučiam nuliui – mažiausiai įmanomai temperatūrai, minus 273,16 laipsnių Celsijaus. Ir išgyveno – pakako kelių vandens lašų, kad lėtūnai atsigautų. Žemiausia Žemėje, Antarktidoje, užregistruota temperatūra – minus 89,2 C, taigi gerokai aukštesnė.
Lėtūnai gali ištverti ir milžinišką slėgį – bent šešis kartus didesnį, nei giliausioje vietoje Žemėje – 11 kilometrų gylyje, Marianų įduboje Ramiajame vandenyne.
Lėtūnai buvo nuskraidinti ir į kosmosą, kur buvo tiesiogiai veikiami potencialiai mirtina kosmoso radiacija vakuumo sąlygomis, ir po to sugrąžinti atgal į Žemę. Didžioji vandens meškiukų dalis išliko gyvi.
Ekstremaliomis sąlygomis lėtūnai gali prarasti beveik visą savo kūnų vandenį – tuomet jų metabolizmas sulėtėja net dešimt tūkstančių kartų. Tokioje būsenoje lėtūnai gali išbūti dešimtis metų.
Norėdami suprasti, kas leidžia lėtūnams išgyventi atšiauriausiomis sąlygomis, mokslininkai išanalizavo vienos rūšies lėtūnų genomą. Ir atrodo, kad bent vieną apsaugos mechanizmą pavyko išsiaiškinti – šią savaitę Japonijos mokslininkai paskelbė, kad vienas baltymas, paimtas iš lėtūnų, ir įterptas į žmogaus ląsteles, padaro jas gerokai atsparesnėms radiacijai.
Šis baltymas buvo pavadintas „Dsup“, pagal anglų kalbos žodžius „damage suppressor“ – žalos slopintuvas. Ląstelės su šiuo baltymu tapo dvigubai atsparesnėmis radiacijai.
Buvo identifikuotas ir genas, atsakingas už šio baltymo sintezę.
Mokslininkų manymu, šis genas galėtų būti įterptas ir į žmogaus ląsteles, siekiant apsaugoti jas nuo radiacijos ir kitų ekstremalių aplinkos sąlygų.
„Mes tikrai buvome nustebinti“, sakė vienas aštuonerius metus trukusio lėtūnų genomo tyrimo dalyvis Takuma Hashimoto, biologas iš Tokijo universiteto. „Stebėtina, kad tik vieno geno pakanka gerokai padidinti gyvų organizmų toleranciją spinduliuotei“.
Manoma, kad lėtūnai turi gebėjimą „sutaisyti“ pažeistas DNR grandinės vietas.
Tačiau nauji eksperimentai parodė, kad jie turi dar bent vieną apsaugos mechanizmą – specialų baltymą, veikiantį kaip skydas, apsaugantis DNR nuo radiacijos.
Šio tyrimo rezultatai gali padėti išspręsti ir nesutarimus, kilusius po to, kai kita mokslininkų grupė iš Šiaurės Karolinos universiteto 2015 metų gruodį pirmą kartą iššifravo ir paskelbė visą vienos rūšies lėtūnų genomą.
Šiame tyrime buvo nustatyta, kad beveik penktadalis lėtūnų DNR yra gautas iš kitų augalų ir gyvūnų – tai vadinama horizontaliu genų perdavimu tarp rūšių. Toks perimtų DNR kiekis kol kas yra didžiausias tarp jau ištirtų genų. Buvo daroma išvada, kad būtent tai ir lemia lėtūnų atsparumą.
Tačiau kiti mokslininkai sukritikavo šį tyrimą, teigdami, kad tai galėjo lemti mėginio užteršimas.
Tokijo universiteto mokslininkų rezultatai rodo, kad kritikai buvo teisūs. Šis jų naujas tyrimas buvo gerokai tikslesnis, ir pasirodė, kad kitų augalų ir gyvūnų genai lėtūnų genome sudaro tik 1,2 procento. Taigi, horizontalus genų perdavimas nėra pagrindinė lėtūnų atsparumo priežastis.
Tyrimo rezultatai buvo paskelbti mokslo žurnale „Nature Communications“.
https://youtu.be/09U9tc-aaek
Trūkstant vandens, lėtūnas netenka skysčių, o jo kūnas susitraukia. Vandens gali likti tik 2,5 procento kūno svorio. Jis gali ilgą laiką nerodyti jokių gyvybės požymių, tačiau vos vienas lašas vandens – ir lėtūnas atsigaus. Video įrašas :Daiki D. Horikawa.
Takuma Hashimoto et al. Extremotolerant tardigrade genome and improved radiotolerance of human cultured cells by tardigrade-unique protein, Nature Communications (2016). DOI: 10.1038/ncomms12808
Daugiau:
DNR pagrindu funkcionuojantys termometrai – jau realybė
Pentagonas užsakė pagaminti šarvus iš voratinklio
Vilniaus universiteto sudarytas sandoris kol kas Lietuvoje neturi analogų