Исследователи из Университета Вайоминга получили дальнейшее представление о том, как тихоходки выживают в экстремальных условиях, и показали, что белки микроскопических существ, экспрессируемые в клетках человека, могут замедлять молекулярные процессы.
Это делает белки тихоходок потенциальными кандидатами в технологиях, направленных на замедление процесса старения и долгосрочное хранение человеческих клеток.
Новое исследование, опубликованное в журнале Protein Science, изучает механизмы, используемые тихоходками для входа и выхода из состояния анабиоза, когда они сталкиваются со стрессом окружающей среды. Исследование, проведенное под руководством старшего научного сотрудника Сильвии Санчес-Мартинес в лаборатории доцента кафедры молекулярной биологии Университета Вашингтона Томаса Бутби, предоставляет дополнительные доказательства того, что белки тихоходок в конечном итоге могут быть использованы для того, чтобы сделать жизненно важные методы лечения доступными для людей, где охлаждение невозможно. - и увеличить хранение средств клеточной терапии, таких как стволовые клетки.
Тихоходки, длина которых составляет менее полмиллиметра, также известные как водяные медведи, могут выжить даже после полного высыхания; быть замороженным до температуры чуть выше абсолютного нуля (около минус 458 градусов по Фаренгейту, когда все молекулярное движение прекращается); нагревании до более чем 300 градусов по Фаренгейту; облучение в несколько тысяч раз превышает то, что может выдержать человек; и даже выжить в вакууме космического пространства.
Согласно новому исследованию, проведенному под руководством Университета Вашингтона, они выживают, входя в состояние анабиоза, называемое биостазом, используя белки, которые образуют гели внутри клеток и замедляют жизненные процессы. Соавторы исследования представляют такие учреждения, как Бристольский университет в Великобритании, Вашингтонский университет в Сент-Луисе, Калифорнийский университет в Мерседе, Болонский университет в Италии и Амстердамский университет в Нидерландах.
«Удивительно, но когда мы вводим эти белки в клетки человека, они образуют гель и замедляют метаболизм, как у тихоходок», — говорит ведущий автор исследования Санчес-Мартинес. «Более того, как и у тихоходок, когда вы помещаете человеческие клетки, содержащие эти белки, в биостаз, они становятся более устойчивыми к стрессам, передавая некоторые способности тихоходок человеческим клеткам».
Важно отметить, что исследования показывают, что весь процесс обратим: «Когда стресс снимается, гели тихоходок растворяются, и клетки человека возвращаются к нормальному метаболизму», — говорит Бутби.
«Наши результаты открывают возможности для разработки технологий, направленных на индукцию биостаза в клетках и даже целых организмах, чтобы замедлить старение и улучшить хранение и стабильность», — заключили исследователи.
Предыдущие исследования команды Бутби показали, что природные и искусственно созданные версии белков тихоходок можно использовать для стабилизации важного фармацевтического препарата, используемого для лечения людей с гемофилией и другими заболеваниями, без необходимости охлаждения.
Способность тихоходок выживать в условиях высыхания озадачила ученых, поскольку эти существа делают это способом, который, по-видимому, отличается от ряда других организмов способностью впадать в анабиоз.
