Thomas Dalton
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Scienziati hanno recentemente decifrato un ingrediente chiave nell'arsenale di superpoteri dei tardigradi, svelando come una proteina unica nei microscopici orsi acquatici preferiti da tutti agisca da barriera contro le radiazioni nocive.
Sebbene minuscoli, i tardigradi sono notoriamente resistenti. Possono resistere a condizioni estreme che ucciderebbero la maggior parte delle forme di vita, inclusa l'esposizione al freddo gelido, al calore bollente e al vuoto e alle radiazioni letali dello spazio.
Ma quali sono i segreti chimici che conferiscono ai tardigradi la loro quasi invulnerabilità? Per rispondere a questa domanda, i ricercatori hanno osservato da vicino un composto trovato solo nei tardigradi: la cosiddetta proteina soppressore del danno, o Dsup.
In precedenza si era scoperto che i poteri protettivi di questa proteina si estendevano oltre i tardigradi; quando aggiunto a cellule umane, Dsup protegge dai danni dei raggi X. E ora, gli scienziati hanno scoperto come Dsup si lega alle strutture cromosomiche e protegge il DNA dagli effetti nocivi delle radiazioni, hanno riferito i ricercatori in un nuovo studio.
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"Pensavamo che questa affascinante proteina in un organismo estremo potesse dirci qualcosa di nuovo che non avremmo ottenuto dalle proteine normali", ha detto il coautore dello studio James Kadonaga, professore della Divisione di Scienze Biologiche presso l'Università della California, San Diego.
Sebbene i tardigradi possano sembrare indistruttibili, richiedono acqua per essere attivi e riprodursi. In assenza di acqua, si ritirano in una forma di animazione sospesa chiamata stato tun, espellendo l'umidità dai loro corpi ed esistendo in un limbo essiccato fino al ritorno di condizioni più ospitali..
Come meloni, i tardigradi sono impermeabili alla maggior parte delle forme di danno e possono persino essere rianimati dopo decenni, forse anche dopo aver trascorso del tempo sulla luna. Migliaia di botti potrebbero essere stati sparsi sulla superficie lunare dopo che il lander lunare israeliano Beresheet (che trasportava un carico utile di orsi d'acqua essiccati) si è schiantato l'11 aprile durante un tentativo di atterraggio fallito. In determinate condizioni, se fossero sopravvissuti all'atterraggio di emergenza, quei tardigradi liofilizzati potrebbero comunque tornare in vita, precedentemente segnalati.
Apparentemente indistruttibile
Alcune delle proteine che consentono ai tardigradi di rinascere dopo essere stati essiccati si trovano in altri organismi, ma Dsup è un'esclusiva degli orsi acquatici. E mentre studi precedenti hanno scoperto che questa proteina rendeva le cellule umane resistenti alle radiazioni dei raggi X, i meccanismi di come Dsup lo faceva erano incerti.
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno scoperto che Dsup si lega a una struttura chiamata cromatina, un pacchetto che contiene i lunghi filamenti di DNA di una cellula in un pacchetto denso, ha detto Kadonaga .
"Abbiamo scoperto che si lega alla cromatina. Poi ci siamo chiesti: 'Come fa a renderlo resistente ai raggi X?'", Ha detto.
Quando le cellule sono immerse nei raggi X, le molecole d'acqua si scindono e formano particelle altamente reattive di ossigeno e idrogeno chiamate radicali idrossilici; questi radicali possono danneggiare il DNA all'interno delle cellule, secondo lo studio.
"Abbiamo pensato, 'Perché non vediamo se Dsup può proteggere il DNA dai radicali idrossilici?' E la risposta è sì, può ", ha spiegato Kadonaga. Dsup ad alta energia ha una struttura simile a una nuvola; la nuvola circonda l'involucro della cromatina del DNA, bloccando i radicali idrossilici e impedendo loro di interrompere il DNA cellulare, hanno riferito i ricercatori.
"Ora che sappiamo come ha funzionato, questo è un trampolino di lancio per utilizzarlo potenzialmente per applicazioni pratiche", ha detto Kadonaga.
Mettendo insieme il modo in cui Dsup funziona a livelli sempre più precisi, gli scienziati possono quindi utilizzarlo come modello per costruire altri tipi di proteine - "versioni migliori di Dsup" - che sono ancora più efficaci nel proteggere le cellule dai danni al DNA, ha detto Kadonaga . Queste nuove proteine probabilmente non verranno utilizzate per produrre persone a prova di radiazioni, ma potrebbero migliorare la robustezza delle cellule coltivate che vengono utilizzate per la coltivazione di prodotti farmaceutici, ha aggiunto..
"Puoi avere cellule più durevoli, cellule più longeve. Potrebbe essere un caso per mettere una qualche forma di Dsup in quella cellula", ha detto.
I risultati sono stati pubblicati online martedì (1 ottobre) sulla rivista eLife.
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Pubblicato originariamente su .
