Ученые из американского Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл обнаружили набор уникальных белков, которые защищают от стремительного высыхания тихоходок (водяных медведей) — микроскопических беспозвоночных, относящихся к экстремофилам. Статья с результатами исследования опубликована в журнале Molecular Cell.
Известно, что в клетках этих организмов отсутствует углевод трегалоза, который наделяет дрожжи, круглых червей и морских креветок способностью выживать при обезвоживании. Ученые предположили, что водяные медведи используют какой-то иной механизм. В пользу этой гипотезы говорят исследования японских биологов, которые показали, что большинство генов тихоходок характерны исключительно для этих беспозвоночных и не были заимствованы у других животных.
Ученые подвергли водяных медведей воздействию таких стрессовых факторов, как обезвоживание и заморозка. При этом они анализировали, какие гены активировались при неблагоприятных условиях. Это привело к открытию участков ДНК, кодирующих белки, которые относятся к соединениям с внутренним разупорядочиванием (TDP), то есть не имеют жесткой трехмерной структуры.
Эти вещества позволяют тихоходке превратить части своего тела в стекловидную субстанцию, что защищает клетки от разрушения в условиях полного отсутствия воды. Чтобы подтвердить это открытие, ученые ввели соответствующие гены в клетки бактерий и дрожжей, после чего они также стали устойчивы к высыханию. Более того, TDP могли защищать чувствительные к обезвоживанию ферменты внутри пробирки.
Исследователи полагают, что твердая стекловидная субстанция, которую образуют белки, обволакивает молекулы и препятствует их распаду или сплавлению. Эти соединения, по мнению ученых, помогут создать сельскохозяйственные культуры, способные выжить при засухе, а также разработать новые способы хранения биологического материала.