Известные своим искусством выживания тихоходки вновь удивили учёных. Напомним, что этим микроскопическим беспозвоночным не страшны экстремально высокие и низкие температуры, огромное давление или радиация. Эти создания были даже запущены в открытый космос и некоторые из них после возвращения смогли дать здоровое потомство.Поясним, что при наступлении неблагоприятных условий тихоходки, как правило, впадают в состояние анабиоза и могут пребывать в нём годами, а затем довольно быстро «оживать». Такое возможно благодаря так называемому ангидробиозу, проще говоря – высушиванию. При высыхании тихоходки втягивают в тело конечности, уменьшаются в объёме и принимают форму бочонка, а поверхность тела покрывается восковой оболочкой, препятствующей испарению. При этом метаболизм этих организмов падает до 0,01%, а содержание воды доходит до 1% от нормального.
Учёные долгое время не могли понять, что же помогает тихоходкам выживать при таком обезвоживании, но теперь ответ найден. Оказалось, всё дело в наличии специальных белков, которые авторы назвали «специфическими белками тихоходок с внутренним разупорядочиванием» (tardigrade-specific intrinsically disordered proteins или TSD).
В присутствии влаги эти «антиобезвоживающие» белки желеобразны и не образуют чёткие трёхмерные структуры, как большинство известных белков. Но когда наступает период обезвоживания, белки превращают цитоплазматическую жидкость клеток в стекловидную субстанцию, и именно это защищает клетки от разрушения в отсутствии влаги. Авторы предполагают, что цитоплазматическая жидкость, превращаясь в похожую на биостекло смесь, захватывает чувствительные к обезвоживанию белки и не даёт им распадаться.
За выработку «спасительных» белков отвечает специальный ген, который активизируется, когда наступает обезвоживание организма. Когда биологи попробовали нарушить работу этого гена, тихоходки просто погибали. В ходе другого эксперимента уникальный генетический материал удалось встроить в геном дрожжей и бактерий, и они тоже смогли выжить при обезвоживании. И, что самое интересное, в искусственно созданных человеческих эпителиальных клетках белок проявил те же функции.
Любопытно, что на другие свойства (например, устойчивость к экстремально низким температурам) эти белки никак не влияют.
По мнению авторов работы, белки TSD имеют невероятную перспективу в использовании: от защиты сельскохозяйственных культур от засухи до помощи в хранении вакцин.
Теперь команда планирует изучить другие организмы, чтобы понять, характерны ли спасительные гены и белки только для тихоходок, или же кто-то ещё знает этот секрет выживания.
Полный текст исследования опубликован в специализированном издании Molecular Cell.
Напомним, что ранее учёные включили тихоходок в список существ, способных пережить ядерную войну.