Niesporczaki potrafią wytrzymać bez wody nawet 100 lat. Już wiadomo dlaczego

Jak niesporczaki znoszą odwodnienie? Nowy mechanizm wyjaśnia jedną z niezwykłych zdolności popularnych “niedźwiedzi wodnych”.
Jak to możliwe, że niesporczaki są tak wytrzymałe? Odkryto nowy mechanizm /Fot. University of Tokyo
Jak to możliwe, że niesporczaki są tak wytrzymałe? Odkryto nowy mechanizm /Fot. University of Tokyo

Niesporczaki są uznawane z najbardziej odporne na warunki zewnętrze ze wszystkich gatunków ziemskich. Kiedy wejdą w stan anabiozy (obniżenie wszystkich czynności życiowych) mogą przetrwać w temperaturach bliskich zera absolutnego, a także do ponad 150oC. Zniosą także promieniowanie jonizujące 1000 razy silniejsze niż jakiekolwiek inne zwierzęta, a także ciśnienie 6000 atmosfer. Potrafią przeżyć w przestrzeni kosmicznej, a niektórzy eksperci przekonują, że to właśnie niesporczaki mogą być pierwszymi kolonizatorami innych planet.

Czytaj też: Naukowcy nagrali, jak poruszają się niesporczaki. Okazało się, że wcale nie są niezdarne

Jedną z najbardziej fascynujących cech niesporczaków jest odporność na odwodnienie. Badania wykazały bowiem, że bez wody są w stanie przetrwać ponad 100 lat. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego opisali nowy mechanizm, który wyjaśnia, z czego wynika ta niesamowita zdolność. Opisano go w czasopiśmie PLOS Biology.

Bez wody nie ma życia? Niekoniecznie

Japońscy naukowcy zbadali białka, które podczas odwodnienia tworzą coś na kształt sztywnego żelu, który wspiera i chroni komórki przed mechanicznym stresem. Potwierdzono, że białka takie występują także w komórkach owadów, a w kontrolowanych warunkach, także w ludzkich hodowlach komórkowych.

Professor Takekazu Kunieda z Uniwersytetu Tokijskiego mówi:

Chociaż woda jest niezbędna do wszelkiego znanego nam życia, niektóre niesporczaki mogą żyć bez niej potencjalnie przez dziesiątki lat. Sztuczka polega na tym, jak ich komórki radzą sobie z tym stresem podczas procesu odwodnienia. Uważa się, że gdy woda opuszcza komórkę, jakiś rodzaj białka musi pomóc komórce zachować siłę fizyczną, aby nie zapadła się do środka. Po przetestowaniu kilku różnych rodzajów, stwierdziliśmy, że białka CAHS, unikalne dla niesporczaków, są odpowiedzialne za ochronę ich komórek przed odwodnieniem.

Poprzednie badania nad białkami CAHS ujawniły, że są one w stanie “wyczuć” stopień odwodnienia komórki. Wtedy powstają żelowe filamenty, które podtrzymują jej kształt, zapobiegając zapadnięciu się szkieletu.

Akihiro Tanaka, student studiów magisterskich z Uniwersytetu Tokijskiego, dodaje:

Próba sprawdzenia, jak białka CAHS zachowują się w komórkach owadów i ludzi, stanowiła pewne ciekawe wyzwanie. Po pierwsze, aby zwizualizować białka, musieliśmy je zabarwić, aby ujawniły się pod mikroskopem. Jednak typowa metoda barwienia wymaga roztworów zawierających wodę, co oczywiście utrudnia każdy eksperyment, w którym stężenie wody jest czynnikiem, który chcemy kontrolować. Zwróciliśmy się więc ku rozwiązaniu opartemu na metanolu, aby obejść ten problem.

Badania nad mechanizmami związanymi z suchą konserwacją komórek lub organizmów mogą mieć wiele przyszłych zastosowań. Mogą pozwolić na wydłużenie okresu przydatności materiałów używanych do badań, leków o krótkich terminach ważności, a może nawet całych organów potrzebnych do przeszczepów.

Czytaj też: Naukowcy chcą wysłać niesporczaki poza Układ Słoneczny. „Pojazd kosmiczny będzie miał wielkość dłoni”

Professor Takekazu Kunieda podsumowuje:

Nigdy nie zapomnę Nowego Roku 2019, kiedy otrzymałem e-mail od Tomomi Nakano. Pracowała do późna próbując zobaczyć kondensację białek CAHS i zaobserwowała pierwsze sieci filamentów CAHS w ludzkich komórkach hodowlanych. Byłem zdumiony, widząc tak wyraźnie zdefiniowane obrazy mikroskopowe. To był pierwszy raz, kiedy widziałem coś takiego. To był rzeczywiście bardzo szczęśliwy nowy rok!

Wiedza o tym, jak wyizolować i aktywować białka CAHS to dopiero początek. Japońscy uczeni planują przesiać ponad 300 innych rodzajów białek, z których niektóre prawdopodobnie odgrywają rolę w organizmach niesporczaków.