Крохотные супергерои. Как тихоходки выдерживают чудовищную радиацию, холод и давление? Учёные разгадали секрет спячки тихоходок

Если в микроскопическом мире есть супермен, который выдержит всё, то это, несомненно, тихоходка, она же «водяной медведь». Их способность выживать в самых чудовищных условиях известна учёным еще с 18 века. И вот недавно был раскрыт очередной секрет выживания тихоходок.

Кто такие тихоходки?

Тихоходки они же Tardigrada — крохотные, порядка 0.1-1.5мм беспозвоночные родственники членистоногих.

В 1 г высушенного мха (там, где они обычно и живут, хотя встретить тихоходок можно даже подо льдами) можно найти тысячи тихоходок.

Способность тихоходок выживать на самом деле удивляет. Им под силу выдержать 8 часов при температуре -271° , что близко к абсолютному нулю. А уж холод порядка того, что царит зимой в Оймяконе для них вообще не помеха, эту температуру они выдерживают годами.

Не проблема для них и обратный температурный полюс, тихоходки могут выдержать погружение в кипяток на протяжении часа.

Вакуум и сильная радиация им не то, чтобы не страшны, но какое-то время тихоходки могут выдержать и их без последствий. Впрочем, слово «сильная» тут взято для примера, понятно что какой-то уровень излучения убьёт тихоходку за секунды.

Тихоходки могут выдерживать удары со скоростью до 900м\с и кратковременное ударное давление до 1,14 гигапаскаля. Много ли это? Обычное атмосферное давление составляет 100 килопаскалей. Т. е. речь идёт о способности тихоходок выдержать давление в 10 000 раз больше атмосферного!

Как выживают тихоходки?

Во-первых, стоит отметить что в таких чудовищных условиях, которые перечислены выше, тихоходки не живут своей обычной жизнью. Они не ползают, не кушают и не спариваются.

Для того чтобы выжить они впадают в состояние спячки, которое позволяет им пережить и жару, и холод, и радиацию. Эта разновидность криптобиоза называется ангидробиозом.

Ангидробиоз, как можно понять из названия, приблизительно означает жизнь без воды. И да, тихоходки в этом состоянии усыхают до трети своего размера и сворачиваются в ожидании пока снаружи не станет комфортно. В этом состоянии тихоходки выглядят как этакий сушёный шар и их обмен веществ замедляется до 0,01% процента!

Что им в этом помогает?

Во-первых у тихоходок есть особый белок CAHS (Cytoplasmic-Abundant Heat Soluble). Пока в клетке тихоходки содержится вода, белки CAHS растворены в ней. Когда тихоходка входит в режим «сухой комы» и теряет влагу, то белки начинают «стекленеть» и сцепляются друг с другом во что-то наподобие защитного каркаса, который сохраняет структуру клетки и попутно защищает от давления. Когда условия становятся безопасными для тихоходки, клетка набирает воду и белок CAHS снова растворяется.

Тихоходки, и только тихоходки обладают уникальным белком Dsup (подавитель повреждений), который значительно повышает устойчивость их ДНК к радиации. Добавление Dsup к клеткам человека в культуре придало им аналогичную устойчивость.

Белок Dsup связывается с хроматином, смесью белка и ДНК внутри клеток. После соединения с хроматином они объединяются, образуя защитное облако, которое отталкивает так называемые гидроксильные радикалы.

Гидроксильные радикалы могут образовываться другими способами, в том числе когда влажная, покрытая мхом среда обитания, которую тихоходки обычно называют домом, начинает высыхать. Когда это происходит, тихоходки попадают в ангидробиоз как средство выживания.

Это важный момент — гидроксильные радикалы появляются именно в стрессовых условиях.

Что узнали учёные?

Команда исследователей из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл и Университета Маршалла нашла основанный на аминокислоте цистеине молекулярный переключатель, который запускает переход тихоходок в состояние ангидробиоза и выход из него.

Для этого ученые поставили выбранный ими вид тихоходок в на самом деле экстремальные условия: охлаждали до -80 ° C, помещали в перекись водорода и перенасыщенные растворы соли и сахара!

Когда условия снаружи становятся непригодными для жизни, то в тихоходках резко растёт уровень упомянутых выше гидроксильных радикалов, тихоходка резко теряет в весе и размере и переходит в состояние сухой комы — ангидробиоза.

И вот когда ученые заблокировали цистеин, то тихоходки не смогли перейти в это спасительно для их жизни состояние. Это открытие хотя еще не даёт людям обладание способности тихоходок выживать, но делает нас на один шаг ближе к этому.

Многие люди, несомненно, оценили бы такую возможность. Представьте, каково было бы выключить батарею и открыть окно, сделать новости погромче и доведя уровень стресса до нужного опуститься на пол скукоженным рогаликом, чтобы оттаять аккурат к сезону рассады.

Пока же любители экстрима могу проверить свои способности выживать в привычных условиях, например в экстремальном подвесном отеле на склоны горы.

Источник: journals.plos.org