Іонізуюче випромінювання є однією з найпотужніших загроз для всіх форм життя на Землі, оскільки воно руйнує ДНК та призводить до загибелі клітин. Для людини доза радіації в 5 грей є смертельною, адже клітини перестають ділитися та відновлюватися. Однак у природі існують мікроорганізми, здатні переживати екстремальні радіаційні умови, які для інших істот стали б фатальними. Одними з таких є бделоїдні коловертки (Bdelloidea) — дрібні прісноводні безхребетні, які, як з’ясували дослідники, можуть витримувати дози гамма-випромінювання, що у тисячу разів перевищують смертельний рівень для людини, зберігаючи життєздатність і здатність до розмноження.
Про це розповідає ProIT
Біохімічний механізм відновлення ДНК у бделоїдних коловерток
Високі дози радіації викликають численні двониткові розриви ДНК, розділяючи геном на тисячі фрагментів та призводячи до незворотної смерті клітин. Однак бделоїдні коловертки виробили унікальний захисний механізм. Згідно з дослідженнями, опублікованими в базі Національного центру біотехнологічної інформації США, ці організми миттєво активують екстрені процеси біологічної репарації після пошкодження ДНК. Їхні клітини містять спеціальні ферментативні комплекси, які ідентифікують та зшивають розірвані ділянки ДНК, відновлюючи геном у правильній послідовності та ліквідуючи наслідки навіть смертельного опромінення за кілька годин.
«Те, що для будь-якого іншого багатоклітинного організму означає миттєву і незворотну смерть від гострої променевої хвороби, для бделоїдної коловертки є лише сигналом до запуску найдосконалішої у природі системи молекулярного ремонту. Їхня здатність буквально збирати свій власний розірваний геном по шматочках, не припускаючись критичних мутаційних помилок, кидає виклик усім традиційним уявленням про межі біологічної витривалості живих істот», — зазначають еволюційні генетики у своїх звітах.
Еволюційна аномалія та унікальні генетичні здібності
Ще однією особливістю бделоїдних коловерток є їх здатність існувати без статевого розмноження понад 40 мільйонів років, що є винятковим явищем у біології. Замість традиційного обміну генами з партнерами, ці організми використовують масовий горизонтальний перенос генів. Під час відновлення після висихання або сильного опромінення їхні клітинні оболонки стають максимально проникними, що дозволяє інтегрувати у власний геном фрагменти чужорідної ДНК з довкілля — від бактерій, грибів і навіть рослин.
За даними провідного наукового журналу Nature, саме завдяки цій здатності до молекулярного «запозичення» бделоїдні коловертки накопичили унікальний набір захисних білків. Це робить їх практично невразливими до найекстремальніших умов, а також відкриває нові можливості для створення препаратів радіаційного захисту для астронавтів у майбутньому.