Jonizuojanti spinduliuotė – tai energingas radiacijos tipas, galintis pažeisti žmogaus ląsteles, sukelti genų mutacijas ir net vėžį. Tačiau tai, kas anksčiau atrodė kaip mokslinė fantastika, dabar gali tapti realybe: mokslininkai atrado būdą apsaugoti organizmus nuo šio pavojingo poveikio.
Visa tai susiję su mikroskopinėmis būtybėmis, kurios įprastai laikomos nepaprastai atsparios ekstremalioms sąlygoms – tardigradomis. Šios mažytės „vandens meškos“ buvo naudojamos kaip pagrindinis šaltinis, tyrinėjant galimybes sukurti priemones nuo radiacijos.
Kaip rašo TechNaujienos.lt, naujasis atradimas, atliktas Kinijos mokslininkų komandos, suteikia vilčių, kad tokios medžiagos, kaip tardigradų genų sekos, galėtų padėti apsaugoti žmones nuo žalingo radiacijos poveikio – nuo kasdienio radiacijos poveikio medicinoje iki ekstremalių sąlygų, su kuriomis susiduria astronautai, atliekantys misijas kosmose.
Tardigradų „supergalia“: išgyvenimas ekstremaliomis sąlygomis
Tardigrados, dar žinomos kaip „vandens meškos“, yra mikroskopinės gyvūnų rūšys, kurios sugebėjo išgyventi tiek didžiuliuose karščiuose, tiek šaltose ekstremaliose sąlygose.
Jos taip pat įgijo reputaciją dėl neįtikėtino atsparumo radiacijai – šios būtybės gali išgyventi spinduliuotės dozes, kurios žmogui būtų mirtinos. Pavyzdžiui, tardigrados sugeba ištverti radiacijos dozes, kurios yra beveik 1000 kartų didesnės nei tos, kurios galėtų nužudyti žmogų.
Tardigradų gebėjimas išgyventi ir net atsigauti po tokių ekstremalių sąlygų ilgą laiką buvo paslaptis, tačiau neseniai atlikti tyrimai gali padėti išspręsti šią mįslę.
Kinijos mokslininkai atliko tyrimus su naujai atrasta tardigradų rūšimi Hypsibius henanensis, kurios genomo žemėlapis dabar gali atskleisti būdus, kaip šios mikroskopinės būtybės apsaugo savo DNR ir išgyvena radiacijos poveikį.
Genų atradimai: kodas, kuris gali pakeisti žmogaus ateitį
Kinų mokslininkai atliko išsamius tyrimus, analizuodami, kaip H. henanensis reaguoja į radiaciją. Jie atrado, kad spinduliuotės poveikio metu buvo aktyvuota net 2801 atskiras genas, kurie yra tiesiogiai susiję su DNR atstatymu, imuninėmis reakcijomis ir ląstelių dalijimosi kontrole. Šie genai, atrodo, yra svarbiausi šių mikroskopinių organizmų gebėjimui išgyventi ekstremalius aplinkos pokyčius.
Vienas svarbiausių atradimų buvo genas DODA1, kuris, kaip paaiškėjo, leidžia tardigradams gaminti specialius pigmentus, vadinamus betalainais. Šie pigmentai sugeria spinduliuotę ir padeda „susieti“ radioaktyvias daleles ląstelėse. Tuo pačiu metu, mokslininkai pastebėjo, kad tokių pigmentų turinčios ląstelės išlieka labai atsparios radiacijai.
Dar vienas reikšmingas atradimas buvo susijęs su baltymu TRID1, kuris, kaip įrodyta, pagreitina DNR taisymo procesus ir padeda „vandens meškoms“ greičiau atsistatyti po radiacijos pažeidimų. TRID1 baltymas padeda suremontuoti dvigubos grandinės DNR lūžius, atsiradusius dėl radiacinės žalos – mechanizmas, kuris, tikėtina, galėtų būti pritaikytas ir žmonių sveikatai.
Tyrėjai taip pat nustatė, kad dėl radiacijos poveikio susidaro specialūs baltymai, kurie padeda ląstelėms greičiau susidaryti adenozintrifosfatą (ATP) ir NAD+ kofermentą. Šie junginiai yra būtini ląstelių energijai ir metabolizmui, o jų gamyba taip pat yra susijusi su DNR atstatymo procesais.
Potencialios taikymo sritys: kosmoso tyrimai, medicinos pažanga ir kt.
Mokslininkai tiki, kad jų atradimai gali turėti plačias pritaikymo galimybes tiek žemėje, tiek už jos ribų. Viena pagrindinių sričių, kuriose galėtų būti panaudoti tardigradų genai, yra astronautų apsauga nuo radiacijos.
Kosmoso tyrimai atskleidė, kad kosmoso aplinka, kurioje yra didelis radiacijos lygis, kelia rimtą grėsmę žmonių sveikatai. Jei mokslininkams pavyks pritaikyti tardigradų gebėjimą kovoti su radiacija, tai galėtų žymiai pagerinti astronautų sveikatą ilgesnėse misijose, ypač keliaujant į Marsą ar toliau į kosmosą.
Tardigradų tyrimai taip pat gali padėti ir medicinos srityje, ypač radioterapijoje. Pacientams, gydomiems nuo vėžio, dažnai tenka patirti didelį radiacijos kiekį, kuris gali pažeisti sveikas ląsteles ir sukelti šalutinius poveikius.
Jei mokslininkams pavyks išgauti medžiagas, kurios padėtų apsaugoti žmogaus organizmą nuo šio poveikio, tai galėtų reikšmingai pagerinti radioterapijos procedūrų saugumą ir efektyvumą.
Ar tai ateityje galėtų tapti realybe?
Nors tyrimai apie tardigradų gebėjimą apsisaugoti nuo radiacijos dar yra pradinėje stadijoje, jų atradimai suteikia vilties, kad ateityje galėsime pasinaudoti šių mikroskopinių organizmų unikaliomis savybėmis.
Tyrimai, kurie šiuo metu atliekami su Hypsibius henanensis, gali atverti naujas galimybes ne tik medicinoje, bet ir kitose srityse, kaip, pavyzdžiui, aplinkosaugos ir kosmoso technologijos.
Tardigradų gebėjimas išgyventi itin sunkiomis sąlygomis rodo, kad gamtoje gali būti paslėptos žinios ir mechanizmai, kurie padės žmonėms įveikti didžiausius iššūkius, su kuriais susiduriame šiandien.
Mokslininkai tikisi, kad jų atradimai bus svarbūs ne tik siekiant apsaugoti žmones nuo radiacijos, bet ir padedant išsaugoti aplinką bei netgi išspręsti pasaulines problemas, susijusias su aplinkos tarša.
Tai tik pradžia, tačiau galimybės, kurias atveria šis atradimas, gali ne tik pagerinti mūsų gyvenimo kokybę, bet ir pakeisti ateities technologijas.