Ученые поняли механизм экстремального выживания тихоходок

Ученые, наконец, открыли молекулярный трюк, который используют тихоходки, чтобы войти в почти неуязвимое состояние, защищающее их от экстремальных условий окружающей среды, включая вакуум космического пространства.

Крошечные восьминогие существа, известные как водяные медведи, живут по всей нашей планете. Их изобилие отчасти объясняется их сверхустойчивостью: в суровых условиях эти существа сморщиваются в почти неразрушимые обезвоженные шарики. 

Метаморфоза, известная как ангидробиоз, позволяет этим животным выдерживать экстремальные температуры и противостоять излучению космических лучей. 

Ранее ученые не понимали, как именно они осуществляют это преобразование.

«Механизмы, с помощью которых тихоходки распознают колебания окружающей среды и понимают необходимость перехода в ангидробиоз, остаются в значительной степени неисследованным», - отмечают исследователи в статье, опубликованной 7 января в журнале PLOS One.

Впервые обнаруженные в 1773 году немецким зоологом Иоганном Августом Эфраимом Гезе, тихоходки были названы «тардиградами», или «медленно шагающими», за их методичную, шаткую походку. Было идентифицировано около 1300 видов этих микроскопических водных существ, возраст которых насчитывает 600 миллионов лет, а это означает, что они пережили все пять крупнейших событий вымирания на нашей планете.

Необчные навыки выживания водяных медведей заключаются в их способности переходить в состояние крайне обезвоженной спячки.

Ноги существ втягиваются, а их пухлые сегментированные тела сворачиваются в маленькие шарики, которые теряют 95% влаги. 

Чтобы выяснить, как эти существа совершают такой подвиг, исследователи подвергли группу модельных видов тихоходок (Hypsibius exemplaris) воздействию ряда опасных для жизни условий, включая опасные уровни перекиси водорода, сахара, соли и температуру минус 80 градусов Цельсия. Измеряя химическую среду внутри клеток тихоходок, ученые обнаружили, что эти существа производят свободные радикалы, которые переводят их в состояние ангидробиоза.

Свободные радикалы — атомы кислорода с дополнительным неспаренным электроном — возникают в клетках животных во время фазы, известной как окислительный стресс. У большинства животных этот процесс вреден, поскольку свободные радикалы реагируют с белками и участками ДНК, вызывая вредные мутации. 

Но у тихоходок ученые обнаружили, что свободные радикалы вступают в реакцию с аминокислотой цистеином, переводя животных в почти неразрушимое состояние. Они подтвердили это, ингибируя процесс окисления цистеина, что сделало тихоходок неспособным переходить в состояние ангидробиоза

«Мы обнаружили, что выживание тихоходок зависит от обратимо окисленных цистеинов, координирующих вход и выход из состояний выживания», — пишут исследователи в исследовании.

Следующие шаги ученых - увидеть, насколько широко распространен этот механизм среди видов тихоходок.