1762023887
2025-11-01 18:02:00
А недавно открытый белок от самого выносливого животного на Земле вдохновляет на разработку революционных методов лечения рака и сердечно-сосудистых заболеваний.
Тихоходки, которых часто называют водяными медведями или моховыми поросятами, — это микроскопические существа, которые могут пережить что угодно: кипящий жар, леденящий холод и сокрушающее давление. Фактически, тихоходки — единственное известное животное, выжить в открытом космосе.
Они также могут выдерживать уровни радиации. до 2000 раз выше чем то, что могут выдержать человеческие клетки. Естественно, учёные давно задавались вопросом: как они это делают?
В 2016 году исследователи раскрыли один из секретов тихоходок: ген с последовательностью, не похожей ни на один другой известный в природе, который создает белок, встречающийся только у тихоходок.
Когда они ввели этот белок в клетки человека, эти клетки также стали более устойчивыми к радиации. Белок получил название подавитель урона, или Dsupпотому что он помогает защитить ДНК – основу жизни – от повреждений.
С тех пор исследователи по всему миру пытаются выяснить, как именно работает Dsup. Как биохимик, изучающий DsupМоя цель — выяснить, как функционирует этот белок, и однажды использовать эти знания для разработки новых методов лечения, которые защищают клетки человека от повреждения ДНК.
Как Dsup защищает ДНК тихоходок
Ученые предложили несколько объяснений замечательной способности Dsup защищать ДНК от радиации. Однако эти модели имеют разный уровень экспериментальной поддержки, и ни одно объяснение не получило широкого консенсуса в этой области.
В своей недавней работе я обнаружил, что Dsup сильно взаимодействует с ДНК.. Он плотно прилегает к ДНК – не только в одном месте молекулы, но и по всей ее длине. Dsup не имеет фиксированной формы.
Вместо этого он ведет себя скорее как спагетти-лапша в воде, постоянно перемещаясь, сгибаясь и принимая множество разных форм. Когда он связывается с ДНК, нити слегка раскручиваются, как будто расстегивается молния. Такое мягкое раскручивание может сделать ДНК менее восприимчивой к повреждениям при воздействии радиации.
Структурный снимок Dsup. (Тайлер Вудворд, CC BY-SA)
Вместо этого некоторые ученые полагают, что Dsup действует как щит. В этой модели Dsup покрывает и физически блокирует радиацию от удара по ДНК. Другие думают, что это усиливает механизмы восстановления клетокустраняя повреждения до того, как они вызовут пагубные последствия.
На самом деле, вполне возможно, что многие из этих моделей могут быть верными одновременно. Поскольку Дсуп защищает от многих видов радиации – а также токсичные побочные продукты, образующиеся в результате радиационного повреждения – вполне вероятно, что этот загадочный белок имеет множество функций.
Понимание Dsup однажды может помочь людям лучше защитить свои собственные клетки, что привнесет немного необычайную устойчивость тихоходок к здоровью человека.
Использование Dsup для развития медицины
Ученые изучают, можно ли использовать Dsup в медицине, особенно при заболеваниях, при которых повреждение ДНК играет важную роль.
Поскольку почти все виды рака связаны с повреждением ДНК, некоторые исследователи считают, что Dsup – или основанные на нем методы лечения – однажды смогут помочь предотвратить превращение клеток в раковые. Это может также защитить здоровые ткани во время лечения рака такие как радиация или химиотерапия, которые повреждают ДНК, но при этом часто наносят вред здоровым клеткам.
Потенциал Dsup для здоровья человека простирается гораздо дальше. Например, во время инфаркта или инсульта ткани органов испытывают всплески окислительный стресс – химические реакции, приводящие к обширным повреждениям ДНК.
Этот окислительный стресс может усугубить тяжесть заболевания и долгосрочные результаты для пациентов, страдающих сердечно-сосудистыми заболеваниями. Если Dsup сможет защитить ДНК во время этих стрессовых событий, он, возможно, сможет и уменьшить повреждение клеток, которое они вызывают.
Ранние исследования на животных уже показывают многообещающие результаты, демонстрируя, что млекопитающие могут производить Dsup, вызывая аналогичные эффекты. В одном исследовании учёные использовал инъекцию мРНК – аналогично технологии мРНК-вакцин против COVID-19 – для доставки генетических инструкций по производству Dsup у мышей.
Когда мыши позже подверглись воздействию высоких доз радиации, у тех, у кого вырабатывался Dsup, было гораздо меньше повреждений ДНК, чем у необработанных мышей, что указывает на реальную защитную силу живых организмов.
Тихоходки — воплощение маленьких, но могучих существ. (Фрэнк Фокс / Wikimedia Commons, CC BY-SA)
Dsup в сельском хозяйстве, космосе и т. д.
Помимо медицины, Dsup может оказать влияние на сельское хозяйство, исследование космоса и даже хранение данных.
Когда исследователи модифицированный рис и табачные растения Чтобы производить Dsup, растения стали более устойчивыми к радиации – впечатляющий признак того, что Dsup способен смягчать ущерб, наносимый урожаю.
В космической биологии Dsup может помочь астронавтам выдержать интенсивное космическое излучение это ограничивает долгосрочные миссии.
И в футуристическом повороте некоторые ученые исследуют, как такие существа, как тихоходки, могут быть используется для сверхстабильного хранения данных. Современные цифровые носители подвержены повреждениям из-за условий окружающей среды, таких как высокие температуры или высокие уровни радиации.
Цифровые носители могут быть преобразованы в последовательность ДНК и генетически модифицированы в геном тихоходок. Dsup может помочь защитить данные от экстремальных условий.
Что будет дальше с Dsup?
С момента его открытия почти десять лет назад научное сообщество было воодушевлено потенциальными технологическими достижениями, которые может обеспечить Dsup.
Однако, чтобы полностью понять, как именно этот загадочный белок функционирует в живых организмах, необходимы значительные исследования. Несколько научных групп по всему миру активно изучение уникальных свойств этого белка.
Несмотря на предстоящую работу, история Дсупа демонстрирует, как ученые могут извлечь уроки из опыта крошечных животных, таких как тихоходки. Изучая молекулярные тайны этих удивительно выносливых существ, исследователи создают революционные инструменты для борьбы с болезнями человека и развития биотехнологий.
Тайлер Дж. Вудвордаспирант-исследователь, Университет Айовы
#тихоходок #есть #генетический #секрет #он #может #повысить #устойчивость #человека #ScienceAlert
По теме
