Для захисту від зневоднення тихоходки використовують білки замість вуглеводів.
Дивні істоти під назвою тихоходки наробили торік багато шуму: у вересні в Nature Communications була опублікована стаття, в якій розповідалося, в чому секрет неймовірної стійкості тихоходок до радіації та посушення.
Про те, що вони здатні виживати в дуже непростих умовах, було відомо і раніше. Спочатку виявилося, що їх можна зустріти буквально скрізь, від Гімалайських гір, на висоті 6000 м, до океанічних глибин в 4000 м, від льодовиків до гарячих джерел; потім з'ясувалося, що тихоходки кілька місяців можуть витримувати температуру рідкого кисню (-193 ° С), що вони витримують тиск 6000 атмосфер і дозу радіоактивного випромінювання, яка більш ніж у тисячу разів більше тієї, що смертельна для людини.
«Водяних ведмедів» (друга назва тихоходок, поширена в англомовній літературі) відправляли у відкритий космос, звідки багато з них поверталися живими і навіть порівняно успішно розмножувалися. Але як їм це вдається, довгий час залишалося таємницею, і автори вищезгаданої статті в Nature Communications спробували її розкрити - їм вдалося знайти геномі тихоходок якийсь «антирадіаційний» ген, завдяки якому ДНК тихоходок порівняно легко переносила колосальні дози жорсткого випромінювання. (Про всяк випадок уточнимо, що з молекулярної точки зору антирадіаційним ефектом володіє не сам ген, а закодований у ньому білок.)
Що до посушення, то тут, ймовірно, біля тихоходок спрацьовує інший механізм. Взагалі, довгий час вважалося, що вони вирішують проблему за допомогою вуглеводу трегалози, яка при втраті води перетворюється на склоподібну масу. Багато тварин, здатних витримувати сильне тривале висушування, витримують його саме завдяки тригалозі, проте в тілі тихоходок тригалози виявилося занадто мало, щоб вона могла їх від чогось захистити. Але зате є замінник - у статті в Molecular Cell дослідники з Університету Північної Кароліни в Чапел-Хілл і Каліфорнійського університету в Берклі стверджують, що у тихоходок є особливі білки, які ведуть себе подібно до трегалозе.
Спочатку Томас Бутбі (Thomas Boothby) і його колеги знайшли у трьох різних видів тихоходок такі гени, чия активність підвищувалася при втраті води - очевидно, білки, кодовані такими генами, повинні якось допомагати виживати у важких умовах. Якщо їх відключали, тихоходки гірше переносили посушення, якщо ж «протизасухові» гени пересаджували дріжджам і бактеріям, то у них стійкість до зневоднення підвищувалася. Далі почали вивчати властивості власне білків: виявилося, що вони підтримують функціонування ферментів, які через нестачу води могли б перестати працювати, а якщо спробувати висушити ці білки, вони утворюють склоподібну масу, на зразок тієї, яка виходить з трегалозою.
«Склобілки» тихоходок отримали назву TDP - скорочення розшифровується як «внутрішньо неупорядковані беки тихоходок». Під внутрішньою невпорядкованістю тут розуміють, що у білкових молекул немає стабільної тривимірної структури.
Ми неодноразово писали про те, що просторове укладання амінокислотного ланцюга унікальне для кожного виду білка і визначає його функції, однак у багатьох білків немає ніякого стабільного тривимірного «портрета», і якраз завдяки своїй просторовій аморфності вони можуть виконувати досить специфічні завдання. У даному випадку молекули з неупорядкованою тривимірною структурою при зневодненні перетворюються на некристалічну аморфну масу, яка не дає клітинним мембранам схлопуватися і рватися, тим самим зберігаючи структуру клітин і їх органоїдів.
Наскільки взагалі такий спосіб захисту від посушення поширений серед тихоходок, покажуть подальші дослідження: поки що TDP знайшли тільки у трьох видів, а всього їх існує понад 1200. Можливо, вивчивши в подробицях механізми стійкості тихоходок, ми зможемо більше дізнатися про те, як справляються з несприятливими умовами інші живі організми.
За матеріалами The Scientist.