Niesporczaki, zwane także niedźwiedziami wodnymi, są uznawane za najbardziej odporne na warunki zewnętrzne ze wszystkich ziemskich gatunków. Mogą w stanie przetrwać w temperaturach bliskich zera absolutnego, a także piekło powyżej 150oC. Zniosą ciśnienie 6000 atmosfer i promieniowanie jonizujące 1000 razy silniejsze niż inne znane organizmy. Niektórzy nawet twierdzą, że mogłyby przetrwać na niektórych planetach.
Czytaj też: Niesporczaki znowu zaskakują. Nie umierają, tylko zapadają w głęboki sen
Naukowcy z Marshall University i UNC Chapel Hill zidentyfikowali kluczowy mechanizm przyczyniający się do odporności niesporczaków. Wykorzystują molekularny przełącznik, który wykrywa szkodliwe warunki w ich otoczeniu i mówi im, kiedy przejść w stan uśpienia, a kiedy reaktywować czynności życiowe. Szczegóły opisano w czasopiśmie PLOS One.
Dr Leslie Hicks z UNC Chapel Hill Chemistry Department mówi:
Odkrycie to otwiera cały repertuar eksperymentów, które możemy teraz przeprowadzić.
Jak niesporczaki wykorzystują cysteinę?
Naukowcy wystawili niesporczaki na działanie ujemnych temperatur lub wysokiego poziomu nadtlenku wodoru, soli oraz cukru (stresorów), które powodują powstawanie wolnych rodników. Kiedy gromadzą się one w komórce (szczególnie reaktywne formy tlenu), wyrywają elektrony z otoczenia, aby osiągnąć stabilność w procesie znanym jako utlenianie. Rodniki działają niszczycielsko na komórki, uszkadzając ich DNA i białka, ale w małych ilościach mogą działać jako cząsteczki sygnalizacyjne.
Czytaj też: Niesporczaki potrafią wytrzymać bez wody nawet 100 lat. Już wiadomo dlaczego
Odkryto, że niesporczaki wykorzystują przełącznik molekularny oparty na aminokwasie cysteinie, który sygnalizuje zwierzętom przejście w stan kryptobiozy. Gdy warunki się poprawią i w otoczeniu nie ma wolnych rodników, które są wychwytywane przez przełącznik, niesporczaki powracają do normalnego trybu życia. Zablokowanie cysteiny spowodowało, że opisywane zwierzęta nie były w stanie wychwytywać wolnych rodników i przechodzić w stan kryptobiozy.
Nowe odkrycia pokrywają się z wcześniejszymi badaniami wykazującymi rolę utleniania cysteiny u muszki znanej z odporności na całkowite wysuszenie, czyli proces wysychania. Podobieństwa sugerują, że mechanizm ten może być częstym czynnikiem wyzwalającym kryptobiozę i inne formy stanu uśpienia.
Pozostaje jednak jeszcze wiele do zrobienia, aby zrozumieć, w jaki sposób wolne rodniki działają na niesporczaki. Kryptobioza nie jest jedyną taktyką, jaką niedźwiedzie wodne stosują, aby przetrwać stres środowiskowy, a zespół planuje szczegółowo zbadać pozostałe strategie. W badaniu użyto jedynie gatunku Hypsibius dujardini, podczas gdy utlenianie cysteiny może być szeroko stosowane wśród zwierząt.