Учени създадоха човешки клетки 1,5 пъти по-устойчиви на радиация

Биолозите направиха човешки клетки 1,5 пъти по-устойчиви на радиация като добавиха в тях белтък от бавноходки – най-устойчивите същества на земята, които може да оцелеят и при попадане в открития космос, пише БГНЕС.

Това сочи доклад, публикуван в списание Nature Communications.

През 2007 г. учените направиха изненадващо откритие като анализираха данните, събрани от руския биоспътник "Фотон-М3". Оказа се, че бавноходките (Tardigrada)- дребни безгръбначни, далечни роднини на раците и насекомите - са в състояние да оцелеят в продължение на дълго време в космоса и дори да се размножават в пълна безтегловност и при липса на храна и вода.

Когато учените започнаха да броят и изучават гените на бавноходките, те се сблъскаха с голяма изненада - над 6500 участъка от ДНК от 38 хиляди гена (18%) са взети "назаем" от други организми. Повечето от тях са получени от бактериите екстремофили, но в генома на бавноходката има и гени на растения, гъби и археи.

Такума Хашимото (Takuma Hashimoto) от Токийския университет и колегите му открили ген, който може да обясни свръхустойчивостта на бавноходките. За тази цел те са разчели генома на най-устойчивия вид от тези животни - Ramazzottius varieornatus. Учените проследили и измененията в работата на ДНК на бавноходките при изсушаване и "съживяване".

Този анализ показва, че делът на "откраднатите" гени всъщност е много по-нисък, отколкото по-рано предполагаха биолозите - 1,8%, а не 18%. При това повечето от тези гени са наследени от гъбите, а не от микробите. Общият брой на гените в техния геном е коригиран от 38 на 19 хиляди.

От друга страна генът на бавноходките, както се оказва, се състои приблизително наполовина от уникални ДНК сегменти, които нямат аналог в генома на нито едно друго същество на Земята.

Като изучават тези гени, Хашимото и колегите му се натъкват на протеина Dsup, който се свързва с ДНК по необичаен начин.

Той, както предположили учените, играе ключова роля в защитата срещу радиация на бавноходките, като не дава на разкъсаните вериги на ДНК да „се загубят” и да се свържат отново по грешен начин преди пристигането на "спешна клетъчна помощ" под формата на протеини, поправящи проблемите в нишките на ДНК.

Следвайки тази идея, биолозите трансплантират гена Dsup в генома на обикновена Ешерихия коли, като я заставят да произвежда протеин в големи количества. Тогава екипът на Хашимото пренася този ген и белтъка в човешка клетъчна култура в стъкленица и го облъчва със свръхвисока доза радиация.

Както показва този експеримент, броят на единичните и двойни прекъсвания в ДНК на клетките намалява с 40% след тази обработка, което показва, че протеинът Dsup наистина предпазва бавноходките от радиация и им позволява да оцелеят в космическото пространство. Клетъчната култура, защитена от този протеин, продължава да расте дори след облъчването, докато почти всички клетки в контролните епруветки спрели да растат и загинали.

Друга тайна на оцеляването на бавноходките в космоса и подобни екстремални условия може би е в липсата на цели поредици гени, свързани с реакцията на стрес, както и включването на "програма за самоубийство” в клетките при критичен недостиг на вода, хранителни вещества или други тежки състояния. Допълнителното проучване на ДНК на тези животни, както се надяват учените, ще ни помогне да разберем как да се защитят пътешествениците към Марс и други планети от последиците от големите дози радиация и как да се научи човешкото тяло да оцелява в суровите условия на Космоса.