Výzkumníci zjistili, že proteiny v tardigradech, známé svou schopností přežít extrémní podmínky, mohou zpomalit molekulární procesy v lidských buňkách, což nabízí slibné aplikace ve výzkumu stárnutí a skladování buněk. Tento objev otevírá cestu pro vývoj nových technologií ke zlepšení lidského zdraví a léčbě nemocí.
Vědci z University of Wyoming pokročili v našem chápání toho, jak tardigrady přežívají extrémní podmínky, a ukázali, že proteiny z mikroskopických tvorů, které jsou exprimovány v lidských buňkách, mohou zpomalit molekulární procesy.
Díky tomu jsou tardigradové proteiny potenciálními kandidáty v technologiích zaměřených na zpomalení procesu stárnutí a dlouhodobé skladování lidských buněk.
Nová studie zveřejněná v časopise Proteinová věda, zkoumá mechanismy, které tardigrades používají ke vstupu a výstupu ze pozastavené animace, když čelí environmentálním stresorům. Výzkum pod vedením vedoucí výzkumné pracovnice Silvie Sanchez Martinezové v laboratoři asistenta profesora Thomase Boothbyho na oddělení molekulární biologie UW poskytuje další důkazy o tom, že tardigrádové proteiny by mohly být nakonec použity k zpřístupnění život zachraňujících ošetření lidem, pro které není chlazení možné. a zlepšení ukládání terapií na bázi buněk, jako jsou kmenové buňky.
Měřící méně než půl milimetru na délku, tardigrady – také známé jako vodní medvědi – mohou zcela přežít dehydrataci; Být zmrzlý těsně nad Absolutní nula (asi -458 stupňů FKdyž se zastaví veškerý molekulární pohyb); Zahřátý na více než 300 stupňů Fahrenheita; Byl vystaven mnohotisíckrát vyššímu záření, než jaké může lidská bytost odolat; A dokonce přežít ve vakuu vesmíru.
Starší vědecká pracovnice z University of Wyoming Silvia Sanchez Martinez, vlevo, a Thomas Boothby, odborný asistent na katedře molekulární biologie, vedli nový výzkum, který poskytuje další důkazy, že tardigradové proteiny by mohly být nakonec použity k zpřístupnění život zachraňující léčby lidem, pro které chlazení není možné. Kredit: Vindhya Kumara
Výsledky výzkumu a budoucí směry
Podle nového výzkumu vedeném University of Wisconsin přežívají díky tomu, že vstoupí do stavu pozastavené animace zvané bioperzistence, pomocí proteinů, které tvoří gely uvnitř buněk a zpomalují životní procesy. Spoluautoři studie jsou z institucí, jako jsou: University of Bristol ve Spojeném království, Washington University v St. Louis, University of California-Merced, University of Bologna v Itálii a University of Amsterdam v Nizozemsku.
Sanchez-Martinez, který přišel z Howarda Hughese Medical Institute, aby se připojil k Boothbyho laboratoři na University of Wisconsin, byl hlavním autorem článku.
„Překvapivě, když zavedeme tyto proteiny do lidských buněk, špatně se složí a zpomalí jejich metabolismus, stejně jako u tardigradů,“ říká Sanchez-Martinez. „Navíc, stejně jako tardigrade, když lidské buňky obsahující tyto proteiny uvedete do biostabilního stavu, stanou se odolnějšími vůči stresu a udělují lidským buňkám určité schopnosti tardigrade.“
Důležité je, že výzkum ukazuje, že celý proces je reverzibilní: „Když se uvolní stres, pomalu se pohybující gely se rozpustí a lidské buňky se vrátí k normálnímu metabolismu,“ říká Boothby.
„Naše zjištění poskytují cestu pro sledování technologií zaměřených na indukci bioperzistence v buňkách a dokonce i celých organismech, aby se zpomalilo stárnutí a zlepšilo se skladování a stabilita,“ uzavřeli vědci.
Předchozí hledání Boothbyho tým prokázal, že přírodní a upravené verze tardigradových proteinů lze použít ke stabilizaci důležitého léku používaného k léčbě lidí s hemofilií a jinými stavy bez nutnosti chlazení.
Schopnost tardigradů přežít dehydrataci mátla vědce, protože tvorové to dělají způsobem, který se zdá odlišný od řady jiných organismů se schopností vstoupit do pozastavené animace.
Odkaz: „Adhezivní sestavení tardigrádového proteinu stimuluje biologickou stabilitu“ od S. Sanchez-Martinez, K. Nguyen, S. Biswas, V. Nicholson, A. V. Romanyuk, J. Ramirez, S. Kc, A. Akter, C. Childs, E. K. Mays, E. T. Asher, J. M. Gennell, F. Yu, E. Golub, M. Malferari, F. Francia, G. Venturioli, E. W. Martin, F. Caporaletti, G. Gibertoni, S. Waterson, S. Sukenick, D. N. Wolfson , A. S. Holhaus. a T. C. Boothby, 19. března 2024, Proteinová věda.
doi: 10.1002/pro.4941
Výzkum byl financován z Národní institut zdraví, NASA Ústav astrobiologie a Americká národní vědecká nadace.
Přátelský webový obhájce. Odborník na popkulturu. Bacon ninja. Tvrdý twitterový učenec.
