Ионизирующее излучение является одной из самых мощных угроз для всех форм жизни на Земле, так как оно разрушает ДНК и приводит к гибели клеток. Для человека доза радиации в 5 грей является смертельной, поскольку клетки перестают делиться и восстанавливаться. Однако в природе существуют микроорганизмы, способные переживать экстремальные радиационные условия, которые для других существ стали бы фатальными. Одними из таких являются бделоидные коловертки (Bdelloidea) — мелкие пресноводные беспозвоночные, которые, как выяснили исследователи, могут выдерживать дозы гамма-излучения, превышающие смертельный уровень для человека в тысячу раз, сохраняя жизнеспособность и способность к размножению.
Об этом сообщает ProIT
Биохимический механизм восстановления ДНК у бделоидных коловерток
Высокие дозы радиации вызывают многочисленные двунитевые разрывы ДНК, разделяя геном на тысячи фрагментов и приводя к необратимой смерти клеток. Однако бделоидные коловертки выработали уникальный защитный механизм. Согласно исследованиям, опубликованным в базе Национального центра биотехнологической информации США, эти организмы мгновенно активируют экстренные процессы биологической репарации после повреждения ДНК. Их клетки содержат специальные ферментативные комплексы, которые идентифицируют и сшивают разорванные участки ДНК, восстанавливая геном в правильной последовательности и устраняя последствия даже смертельного облучения за несколько часов.
«То, что для любого другого многоклеточного организма означает мгновенную и необратимую смерть от острого лучевой болезни, для бделоидной коловертки является лишь сигналом к запуску самой совершенной в природе системы молекулярного ремонта. Их способность буквально собирать свой собственный разорванный геном по кусочкам, не допуская критических мутационных ошибок, бросает вызов всем традиционным представлениям о границах биологической выносливости живых существ», — отмечают эволюционные генетики в своих отчетах.
Эволюционная аномалия и уникальные генетические способности
Еще одной особенностью бделоидных коловерток является их способность существовать без полового размножения более 40 миллионов лет, что является исключительным явлением в биологии. Вместо традиционного обмена генами с партнерами, эти организмы используют массовый горизонтальный перенос генов. Во время восстановления после высыхания или сильного облучения их клеточные оболочки становятся максимально проницаемыми, что позволяет интегрировать в собственный геном фрагменты чуждой ДНК из окружающей среды — от бактерий, грибов и даже растений.
По данным ведущего научного журнала Nature, именно благодаря этой способности к молекулярному «заимствованию» бделоидные коловертки накопили уникальный набор защитных белков. Это делает их практически неуязвимыми к самым экстремальным условиям, а также открывает новые возможности для создания препаратов радиационной защиты для астронавтов в будущем.