Nejdrsnější zvíře světa si chrání DNA radiačním štítem  
Želvušky disponují zázračným proteinem Dsup, který chrání jejich DNA doslova vlastním tělem. Genetičtí inženýři si už na něj brousí drápy.

Želvuška v nadživotní velikosti. Kredit: Eden, Janine and Jim / Flickr.
Želvuška v nadživotní velikosti. Kredit: Eden, Janine and Jim / Flickr.

Jsou to nejdrsnější živočichové. Přežijí (skoro) úplně všechno. Přežijí žár 150 °C, pekelný mráz blízko absolutní nuly i zamrznutí do ledu na desítky let. Můžete je natlakovat šestkrát víc, než je tlak vodního sloupce na dně Mariánského příkopu. A taky je můžete vystřelit do vesmíru a vystavit prázdnému kosmickému prostoru. Přežijí to. Zvládnou totální vyschnutí i příšerně tvrdé záření, ať už gama nebo UV.

 

 

University of Tokyo.
University of Tokyo.

Samozřejmě, je řeč o želvuškách (Tardigrada). Nenápadní, sotva milimetroví blízcí příbuzní členovců si zaslouží respekt. Fascinují nás a rovněž bychom moc rádi zjistili, jak to tyhle nanicovaté osminohé potvůrky vlastně dělají. V čem to vězí? Základní trik želvušek spočívá v tom, že když se octnou v nepřátelském prostředí, tak ihned upadnou do stavu kryptobiózy. Rychle vyschnou a přitom zaplaví celé své tělo cukrem trehalózou. A želvuška ve stavu kryptobiózy strčí do kapsy i nejednoho komiksového hrdinu. Kromě triku s kryptobiózou mají ale v rukávu i další skvělé vychytávky. Není to ale vlastnictví spousty cizích genů, to se ukázalo jako tragický omyl zaviněný kontaminací vzorků.

 

 

Želvuška v optickém mikroskopu. Kredit: Bob Blaylock / Wikimedia Commons.
Želvuška v optickém mikroskopu. Kredit: Bob Blaylock / Wikimedia Commons.

Například za svou ohromující výdrž vůči zničujícímu záření želvušky do značné míry vděčí bizarnímu proteinu Dsup (Damage suppresor). Tento zázračný protein zřejmě funguje tak, že se těsně přimkne k molekule DNA a „vlastním tělem“ ji chrání před poškozením – aniž by přitom DNA přestala fungovat. Rovněž se zdá, že tento protein nějakým způsobem čelí kyslíkovým radikálům a podobným objektům, které mají sklon poškozovat strukturu DNA.

 

 

Zjistil to Takekazu Kunieda z Tokijské univerzity a jeho kolegové. Když přečetli genom doopravdy drsně odolné želvušky Ramazzottius varieornatus, tak v něm objevili tento podivuhodný protein. Jejich objev si okamžitě získal pozornost a v těchto dnech ho publikoval časopis Nature Communications. Ukázalo se, že protein Dsup hustě obaluje DNA a chrání ji před poškozením extrémy okolního prostředí. Další trik želvušek, který Kunieda a spol. objevili v genomu dotyčné želvušky, očividně spočívá v tom, že mají v genomu nápadně mnoho kopií již známých genů, které se rovněž podílejí na ochraně buněk.

 

Želvuška v rastrovacím elektronovém mikroskopu. Kredit: S chokraie E, Warnken U, Hotz-Wagenblatt A, Grohme MA, Hengherr S, et al. (2012).
Želvuška v rastrovacím elektronovém mikroskopu. Kredit: S chokraie E, Warnken U, Hotz-Wagenblatt A, Grohme MA, Hengherr S, et al. (2012).

 

 

Kuniedovi a spol. to nedalo a začali s unikátním proteinem Dsup experimentovat. Vzali jeho sekvenci a vložili ji do lidských ledvinových buněk. K jejich nelíčenému překvapení to fungovalo a protein Dsup zodpovědně chránil i tyto lidské buňky. Geneticky vylepšené lidské buňky s proteinem Dsup byly oproti kontrolním buňkám o 40 až 50 procent méně poškozené rentgenovým zářením. Když badatelé vypnuli želvuščí gen v lidských buňkách pomocí RNA interference, tak zázračná ochrana buněk proti radiaci zase zmizela. Z toho jasně vyplývá, že protein Dsup doopravdy hraje zásadní roli v ochraně buněk proti záření. Roli proteinu Dsup ale ještě bude nutné důkladně objasnit, protože podle teoretických výpočtů by měly buňky s tímto proteinem přežívat ještě líp. Možná je tam nějaký problém, který ochranu DNA poněkud komplikuje.

 

Nicméně, jestli se vše kolem proteinu Dsup potvrdí, tak jde o zásadní objev. Genetičtí inženýři dostanou do ruky úžasnou hračku, s níž bude možné vytvářet nevídané aplikace. V blízké budoucnosti se rýsují geneticky vylepšení mikrobi, rostliny i živočichové, kteří budou lépe odolávat tvrdému záření. A když budeme odvážní, můžeme se vypravit ještě dál. Není tajemstvím, že druhem, který je mimořádně mizerně odolný vůči záření a rakovinnému bujení, jsme my lidé. Takže, jak naznačuje i Kunieda, bude možné geneticky vylepšit lidi tak, aby byli mnohem odolnější vůči radiaci. To už není jen tak nějaké laškování se želvuškami, řeč je o pozoruhodných průmyslových, kosmických a samozřejmě i vojenských aplikacích. V takových čínských laboratořích si už protein Dsup jistě získal skalní fanoušky. Možná není daleko doba, kdy se objeví dělníci, astronauté, kolonisté planet a vojáci, kteří budou podezřele odolní vůči záření i jiným protivenstvím. A to všechno díky zcela nepatrným želvuškám.

 

Video: World's hardiest animal has radiation shield for its DNA

 

 

 

Literatura

New Scientist 20. 9. 2016, Nature Communications 7: 12808, Wikipedia (Tardigrade).

Datum: 22.09.2016
Tisk článku

 -
Knihy.ABZ.cz
 
 
cena původní:  Kč
cena:  Kč


Související články:

Trvanlivé želvušky klíčem k hibernaci?     Autor: Stanislav Mihulka (25.12.2006)
V otvorenom kozme bez skafandra? Sme síce len pomalky, ale prežijeme!     Autor: Dagmar Gregorová (12.09.2008)
Nanoskafandry ochrání bezobratlé živočichy před vzduchoprázdnem     Autor: Stanislav Mihulka (17.04.2013)
Nezničitelné želvušky mají genom plný cizích genů     Autor: Stanislav Mihulka (26.11.2015)



Diskuze:

PROSBA

Tomi Lee TRNiK,2016-09-23 14:01:21

pán S. Mihulka,

prosím vedeli by ste sa pozrieť , ja som to hladal ale nenašiel - nevygúglil,

ako staré sú tieto malé potvorky želvvušky?
teda kedy sa prvíkrát objavili (či máme informáciu) na zemi,
a ako velmi sa odvtedy zmenili.

moja otázka je asi takáto:
To že ich DNA je takto chránená,
nespôsobuje aj to, že ako druh sa nemenia?
respektive u nich evolučné algoritmi zamrzli,
alebo ich potomkovia sú odlišný a tak postupom času obsadzujú stále nové teritoriá?

čítal som, že ich je až 10 000 druhov,
ale neviem či maly len spoločného predka,
a či tieto druhy sú už takéto pol miliardy rokov (podla jedneho fanúšikovského članku)


VELMI PEKNE DAKUJEM ZA ODPOVEĎ
ak niečo nájdete dajte prosím aj link.

tom

Odpovědět


Link na web

Tomi Lee TRNiK,2016-09-23 14:03:12

asi to nieje potrebné,
ale dávam sem link, kde je písane kolko sú už na zemi
http://abovo.blog.cz/1408/zelvusky-vodni-medvidci

inak samozrejme super článok, ďakujem

Odpovědět

The 100

Marian Virec,2016-09-22 18:23:43

Odolnost postaviciek v seriali the 100 nadobuda realne kontury :)

Odpovědět

Jako pesimistický pesimista....

Jaroslav Mrázek,2016-09-22 15:27:55

...vidím vytvořené bakterie a viry nesené potkany uniklé z laboratoří s touto ochranou a letitý, stoletý boj s nezničitelnou vlnou infekcí vzápětí. Jako optimistický pesimista bych to viděl na konec lidstva díky infekcím v řádu několika málo let, krysy to roznesou a švábi dotlačí kamkoli...

Odpovědět


Re: Jako pesimistický pesimista....

Milan Krnic,2016-09-22 18:49:52

A co, těšíte se?

Odpovědět


Re: Re: Jako pesimistický pesimista....

Jaroslav Mrázek,2016-09-23 17:03:49

No, mládeži patří budoucnost. Konec konců, nic jiného si ti parchanti nezaslouží.... :-) Takhle se Vám to líbí? Domýšlejte do důsledků- myslíte, že současná mládež Evropy je schopna a ochotna nasadit zdraví a život za Evropu ??? Jen se ptám ! .... .-/

Odpovědět


Re: Re: Re: Jako pesimistický pesimista....

Milan Krnic,2016-09-23 19:21:27

Dnešní svět je globalizovaný, mírně se stírají hranice (ač se začínají znovu stavět), a je v maximální míře ovládaný kapitálem, pojištěný silnými zbraněmi, a nepřímo i částí "rázných lidí", kteří by život alespoň za stát položili (takoví existují vždy). Tedy nejsem si jistý, resp. nepovažuji za pravděpodobné, že se v následujících desetiletích dočkáme nějakého ohrožení našeho kontinentu. To se spíš rozložíme zevnitř. Takže nedomýšlím, nemá to smysl. Dál než na 3 ms dopředu beztak nevidím. :)
Mladé generaci nedůvěřuji o nic víc, než té mojí, nebo té starší.

Odpovědět


Re: Jako pesimistický pesimista....

Marcel Brokát,2016-09-23 14:48:57

.... prachem jsme byli a v prach se zasejc obrátíme. je dobré vědět co po jaderné válce přežije :-), takové uklidňující

Odpovědět


Re: Re: Jako pesimistický pesimista....

Milan Krnic,2016-09-23 19:25:34

Planeta nás tzv. vypotí :)

Odpovědět




Pro přispívání do diskuze musíte být přihlášeni




















Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace