Gli scienziati hanno recentemente decifrato un ingrediente chiave nell'arsenale di superpoteri dei tardigradi, svelando come una proteina unica nell'orso microscopico preferito da tutti funga da barriera contro le radiazioni dannose.
Sebbene piccoli, i tardigradi sono notoriamente duri. Possono resistere a condizioni estreme che ucciderebbero la maggior parte delle forme di vita, compresa l'esposizione al freddo gelido, al calore bollente e al vuoto e alle radiazioni letali dello spazio.
Ma quali sono i segreti chimici che conferiscono ai tardigradi la loro quasi invulnerabilità? Per rispondere a questa domanda, i ricercatori hanno scrutato attentamente un composto trovato solo nei tardigradi: la cosiddetta proteina soppressore di danni, o Dsup.
I poteri protettivi di questa proteina erano precedentemente trovati estendersi oltre i tardigradi; quando aggiunto alle cellule umane, Dsup protegge dai danni dei raggi X. E ora, gli scienziati hanno scoperto come Dsup si lega alle strutture cromosomiche e protegge il DNA dagli effetti dannosi delle radiazioni, hanno riferito i ricercatori in un nuovo studio.
"Pensavamo che questa affascinante proteina in un organismo estremo potesse dirci qualcosa di nuovo che non avremmo ottenuto dalle normali proteine", ha dichiarato il co-autore dello studio James Kadonaga, professore presso la Divisione di Scienze Biologiche dell'Università della California, San Diego .
Sebbene i tardigradi possano sembrare indistruttibili, hanno bisogno di acqua per essere attivi e riprodursi. In assenza di acqua, si ritirano in una forma di animazione sospesa chiamata stato tun, espellendo l'umidità dai loro corpi ed esistendo in un limbo essiccato fino al ritorno di condizioni più ospitali.
Come tuns, i tardigradi sono impervi alla maggior parte delle forme di danno e possono anche essere rianimati dopo decenni, forse anche dopo aver trascorso del tempo sulla luna. Migliaia di tuns potrebbero essere stati sparpagliati sulla superficie lunare dopo che il lander lunare israeliano Beresheet (che trasportava un carico di orsi d'acqua essiccati) si era schiantato l'11 aprile durante un fallito tentativo di atterraggio. In determinate condizioni, se fossero sopravvissuti all'atterraggio dello schianto, quei tardigradi liofilizzati potrebbero ancora tornare in vita, secondo quanto riferito da Live Science.
Apparentemente indistruttibile
Alcune delle proteine che permettono ai tardigradi di rianimarsi dopo essere state seccate si trovano in altri organismi, ma Dsup è esclusivo degli orsi d'acqua. E mentre studi precedenti hanno scoperto che questa proteina rendeva le cellule umane resistenti alle radiazioni a raggi X, i meccanismi di come Dsup ha fatto ciò erano incerti.
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno scoperto che Dsup si lega a una struttura chiamata cromatina, un pacchetto che contiene i lunghi filamenti di DNA di una cellula in un pacchetto denso, ha detto Kadonaga a Live Science.
"Abbiamo trovato che si lega alla cromatina. Quindi abbiamo chiesto, 'Come lo rende resistente ai raggi X?'", Ha detto.
Quando le cellule sono bagnate dai raggi X, le molecole d'acqua si dividono e formano particelle altamente reattive di ossigeno e idrogeno chiamate radicali idrossilici; questi radicali possono danneggiare il DNA all'interno delle cellule, secondo lo studio.
"Abbiamo pensato: 'Perché non vediamo solo se Dsup può proteggere il DNA dai radicali idrossilici?' E la risposta è sì, può ", ha spiegato Kadonaga. Dsup ad alta energia ha una struttura simile a una nuvola; la nuvola circonda l'involucro della cromatina del DNA, bloccando i radicali idrossilici e impedendo loro di interrompere il DNA cellulare, hanno riferito i ricercatori.
"Ora che sappiamo come ha funzionato, questo è un trampolino di lancio per usarlo potenzialmente per applicazioni pratiche", ha detto Kadonaga.
Mettendo insieme il modo in cui Dsup funziona a livelli sempre più precisi, gli scienziati possono quindi utilizzarlo come modello per la costruzione di altri tipi di proteine - "versioni migliori di Dsup" - che sono ancora più efficaci nel proteggere le cellule dal danno al DNA, ha detto Kadonaga . Queste nuove proteine probabilmente non verranno utilizzate per produrre persone a prova di radiazioni, ma potrebbero migliorare la resistenza delle cellule in coltura utilizzate per la coltivazione di prodotti farmaceutici, ha aggiunto.
"Puoi avere cellule più durevoli, cellule più a vita più lunga. Questo potrebbe essere il caso di mettere una qualche forma di Dsup in quella cella", ha detto.
I risultati sono stati pubblicati online martedì (1 ottobre) sulla rivista eLife.
