Науковці змусили людські клітини виробляти білки тихоходів, щоб зрозуміти, як вони допомагають цим тваринам виживати в екстремальних, навіть позаземних, умовах. З'ясувалося, що сполуки тихоходів, серед іншого, сповільнюють метаболізм всередині клітин. Тому вчені припускають, що білки цих тварин можуть допомогти створити підходи до сповільнення старіння у людей та збереження живими клітини людей протягом тривалого часу. Дослідження опубліковане у журналі Protein Science.
Тихоход Hypsibius dujardini. Willow Gabriel, Goldstein Lab / Wikimedia Commons
👋 Слідкуйте за наукою разом з нами — підписуйтеся на наш телеграм та інстаграм, буде цікаво!
Що особливого у білках тихоходів?
Мікроскопічні тварини тихоходи (Tardigrada) відомі за свою надзвичайну живучість. Зокрема, вони витримують космічну радіацію зовні МКС та замороження. Також, попри те, що вони полюбляють вологі середовища, тихоходи можуть виживати навіть після повного висихання. Відомо, що у цьому їм допомагають білки CAHS, які присутні в ядрі та цитозолі клітин. При висиханні клітини вони формують у ній мережу гелеподібних волокон і гранул, які вберігають структури клітини від критичної деформації. Однак дотепер було незрозуміло, яким саме чином формується гель і наскільки він потрібний для захисної дії білків. Саме це спонукало науковців провести досліди з білками тихоходів, помістивши їх у клітини інших організмів — людей.
Які білки тихоходів внесли у людські клітини?
Дослідники обрали для вивчення білки CAHS D, які у дослідах підтверджували, що збільшують стійкість клітин до висихання. Вчені внесли гени, відповідальні за різні варіанти CAHS D в ембріональні клітини нирки людини, а відтак спостерігали, що з ними відбуватиметься при симуляції висихання. З'ясувалося, як і в клітинах тихоходів, при зневодненні CAHS D конденсувалися у фібрилярну структуру. І її присутність так само сприяла збільшенню виживаності клітин. Однак виживаність білки збільшували навіть у випадку, коли не були спроможні сформувати гель, хоч і меншою мірою.
Як показали наступні досліди, іншим механізмом, яким CAHS D сприяють виживанню клітин, є сповільнення метаболізму. При поверненні клітин до водного середовища, вони змогли швидко розчинити конденсовані у фібрили білки та повернути нормальний рівень метаболізму клітинам.
Яка користь із чужих білків у людських клітинах?
Можливість сповільнити метаболізм вже тривалий час розглядають як спосіб ввести клітини та організм у стан біостазису — припинення життєвих функцій з можливістю їх відновлення. Це згодилося б для збереження та транспортування клітин та органів, що використовуються у медицині, як-от для трансплантації. З іншого боку, білки тихоходів можуть допомогти зрозуміти, як сповільнити процеси старіння у людей.
Які суперсили мають тихоходи і чим ще згодяться
🛡️ Тихоходи мають пігментний щит, який захищає їх від небезпечного ультрафіолетового випромінювання
🧓 Під час замороження тихоходи не лише не помирають, а й перестають старіти
🥵 Сполука від тихоходів допомогла вберегти життєвоважливі ліки від руйнування при висушуванні й нагріванні
☠️ А от внесення протирадіаційного гена від тихоходів у нейрони — не вдала ідея, оскільки це отруїло нервові клітини пацюків