Vědci zkřížili člověka se želvuškou

Želvušky jsou nejdrsnější živočichové, jaké známe. Vydrží věci, které by nás zabily, kdybychom na ně déle mysleli. Co kdybychom si jejich triky vypůjčili a zapracovali na vlastní odolnosti? Mezinárodní výzkumný tým to udělal a zjistil, že speciální ochranné proteiny želvušek fungují v lidských buňkách podobně a chrání je před strastmi okolního prostředí.

Želvuška se nebojí ani koronaviru. Kredit: FakirNL, Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0.

Hledáte-li nejdrsnější zvíře na Zemi, budete potřebovat mikroskop. Nebo alespoň binolupu. Želvušky jsou menší než půl milimetru, ale v odolnosti je nikdo ze známých živočichů nepřekoná. Nejsou sice absolutně nezničitelné, ale v pohodě vydrží rozmanité smrtící faktory prostředí, od vysušení a zmražení, přes brutální radiaci a všemožné jedy až po vystavení kosmickému prostoru.

Silvia Sanchez-Martinezová (vlevo). Kredit: Vindya Kumara / University of Wyoming.

Želvušky excelují v biostázi, tedy ve schopnosti tolerovat extrémy prostředí, aniž by na ně byly aktivně adaptované. Dělají to tak, že upadnou do stavu anabiózy, v němž ustanou životní funkce a metabolismus. V případě želvušek jde nejčastěji o anhydrobiózu, čili extrémní vyschnutí. Lidé tyto superschopnosti želvuškám závidějí.

Silvia Sanchez-Martinezová z University of Wyoming s početným mezinárodním týmem prozkoumala „neuspořádané“ CAHS (Cytoplasmic Abundant Heat Soluble) proteiny želvušek, které hrají klíčovou roli při přechodu želvušky do anhydrobiózy. Zaplaví buňky želvušky a vytvoří gel, který je chrání před ničivými následky vyschnutí.

Logo. Kredit: University of Wyoming.

Badatelé prozkoumali mechanismus, jakým ochrana těmito proteiny funguje. Ukázalo se, že gel funguje podobně jako „střední“ vlákna vnitřní kostry buňky (intermediární filamenta). Omezuje pohyb molekul i organel a chrání zranitelnou buněčnou výbavu.

Sanchez-Martinezová a spol. ale zašli ještě dál. Vyrobili lidské buňky s CAHS proteiny želvušek, konkrétně s proteinem CAHS D. Pak užasle sledovali, jak se protein CAHS D chová v lidských buňkách stejně jako doma v želvušce. Vytvoří gel a zpomalí metabolismus. Ještě lepší bylo, že když vědci vystavili takto vylepšené lidské buňky extrémním podmínkám, byly podstatně odolnější než obvykle. Jak se zdá, na lidské buňky přešla část superschopností želvušek.

Úplně nejlepší ovšem bylo, že tento odolný stav lidských buněk byl, stejně jako u želvušek, zcela vratný. Když extrém v prostředí pominul, gel vytvořený proteinem želvušky se rozpustil, lidská buňka ožila a vrátila se k normálnímu metabolismu. Zní to jako apríl, pravda, ale vše nasvědčuje tomu, že jsme na prahu podivuhodných fyziologických experimentů a možná i vylepšování budoucích lidí, například astronautů, hasičů, potápěčů a dalších profesí, pro které je extrém denním chlebem.

Video: Meet the tardigrade, the toughest animal on Earth - Thomas Boothby