Тихоходки защитят космонавтов от радиации

Японские учёные секвенировали геном тихоходок — уникальных животных, способных выживать в самых экстремальных условиях. Исследователи указали на многие особенности ДНК, делающие их почти неуязвимыми, и определили ген, защищающий их от радиации. После переноса в клетки человека этот ген сделал и их устойчивыми к опасному рентгеновскому излучению. Об этом рассказывает статья, опубликованная журналом Nature Communications.

Тихоходки — микроскопические дальние родственники насекомых — встречаются повсюду и способны переносить испытания, смертельные для большинства других организмов. Они выживают в условиях космического вакуума и высокой радиации, восстанавливаются после полного пересыхания и заморозки в жидком азоте. Учёные активно исследуют секреты их поразительных способностей. В прошлом году американские биологи заявили о том, что ключевой из них может оказаться высокая восприимчивость к горизонтальному переносу генов: многие гены, необходимые им для выживания, тихоходки заимствовали от других видов.

Работа вызвала бурные дискуссии: многие специалисты считали, что эти выводы стали результатом неаккуратно поставленных экспериментов. Поэтому профессор Токийского университета Такеказу Куниеда (Takekazu Kunieda) и его коллеги провели новое секвенирование генома одного из самых "стрессоустойчивых" видов тихоходок Ramazzottius varieornatus. Судя по их данным, геном тихоходок насчитывает лишь около 1,2 процента заимствованных генов — вполне обычное для таких животных количество.

Учёные обнаружили целый ряд других интересных особенностей ДНК тихоходок, например, явное "усиление" целого ряда групп генов, связанных с защитой клеток от различных факторов стресса. Некоторые из них действительно были получены горизонтальным переносом, но другие образовались в результате удвоения собственных генов тихоходки. Например, у неё идентифицировали целых 16 копий гена супероксиддисмутазы, необходимой для защиты от реактивных форм кислорода (тогда как у других животных их не больше 10), а также 10 копий гена белка MRE11 (обычно одна), участвующего в репарации — восстановлении поврежденной ДНК.

Особый интерес авторов привлекла способность Ramazzottius varieornatus переносить радиацию — уникальная даже на фоне других тихоходок. Учёные предположили, что она может быть связана с защитным действием белков, связывающихся с ДНК. Используя зелёные флуоресцентные метки, Куниеда и его коллеги идентифицировали эти белки, а затем их гены вносили в культуры человеческих клеток. Самый поразительный эффект произвёл белок Dsup, уникальный для тихоходок. Обычные клетки человека, способные производить его, становились намного устойчивее к воздействию радиации. Число повреждений ДНК, вызванных обработкой рентгеном, снижалось у них примерно на 40 процентов.

Теоретически в будущем белок Dsup может открыть человечеству двери в далёкий космос. Радиация остаётся одним из самых труднопреодолимых препятствий для организации долговременных пилотируемых миссий. И если новые методы генетической модификации позволят вносить нужные гены в клетки взрослого организма, то "экипированные" Dsup космонавты будут неплохо к ней подготовлены.