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.
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.
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.
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).