نصیحت های خرس آبی برای زنده ماندن در سفرهای فضایی - پی سی باران

به عبارت دیگر، تاردیگرادها می توانند شرایطی را تحمل نمایند که حتی در زمین وجود ندارد. طبیعتا این انعطاف پذیری ماورایی، همراه با ظاهر دوست داشتنی و تا حدی مومورنماینده آن ها، این موجودات را به گونه مورد علاقه دوستداران حیوانات تبدیل نموده است. در عین حال جالب است بدانید که محققان با آنالیز و کندوکاو بیشتر در این حیوانات میکروسکوپی که به میزان یک کنه هستند، می توانند بفهمند که چگونه انسان ها و محصولات زراعی را برای مقابله با شرایط سخت سفرهای فضایی آماده نمایند.

خرس آبی؛ سرسخت ترین موجود روی زمین!

ممکن است تعجب آور به نظر برسد، اما فناناپذیری تاردیگرادها از سازگاری آن با محیط زندگی اش ناشی می گردد! درواقع این موجود دوست داشتنی در مکان های به ظاهر بی دردسری مانند توده های خنک و مرطوب خزه ها که روی دیوار باغ پراکنده شده اند، زندگی می نمایند. با توجه به همین زیستگاه و ظاهر پفی این موجودات، بعضی از مردم تاردیگرادها را خرس آبی یا خوک خزه می نامند.

اما با تغییرات آب وهوایی محل زندگی تاردیگرادها هم می تواند چندین بار در سال خشک گردد و همانطور که احتمالا می دانید خشک شدن محیط برای بیشتر موجودات زنده ای که در محیط های مرطوب زندگی می نمایند، بسیار فاجعه بار است. به طور کلی خشکی می تواند سلول های موجودات زنده را همانند انجماد، خلاء و تشعشعات مورد آسیب قرار دهد. برای یک موجود زنده، خشک شدن اتفاقی است که منجر به ایجاد سطح بالایی از پراکسیدها و دیگر گونه های فعال اکسیژن می گردد؛ در چنین حالتی این مولکول های سمی، دی ان ای (DNA) سلول را به قطعات کوتاه (درست مانند تشعشعات) می شنمایند!

بعلاوه خشک شدن باعث چروک شدن و ترک خوردن غشای سلولی می گردد و می تواند منجر به بازی تاشدگی پروتئین های حساس گردد و آن ها را مانند هواپیماهای کاغذی مچاله شده، بی فایده کند. در این میان تاردیگرادها استراتژی های ویژه ای برای مقابله با این نوع آسیب ها دارند!

با خشکی تاردیگراد یا خرس آبی، سلول های آن چندین پروتئین عجیب را به بیرون می ریزد که شبیه هیچ چیزی در سایر حیوانات دیگر نیست! پروتئین ها در آب حالتی شُل و بی شکل دارند، اما با ناپدید شدن و از بین رفتن آب، پروتئین ها خود به خود به الیافی به صورت متقاطع و یا ضربدری تبدیل می شوند که فضای داخلی سلول را پر می نمایند. درواقع همانند بادام زمینی ای در پوستی سخت، الیاف متقاطع از غشاها و پروتئین ها پشتیبانی و از شکستن یا باز شدن آن ها جلوگیری می نمایند.

پروتئین سرکوب نماینده آسیب و نقش آن در مقاوم سازی انسان ها

در کنار این مورد جالب است بدانید که حداقل دو گونه از تاردیگرادها پروتئین دیگری فراوری می نمایند که در هیچ حیوان دیگری روی زمین یافت نمی گردد! این پروتئین که به اختصار Dsup یا سرکوب نماینده آسیب (Damage suppressor)، نامیده می گردد، این قابلیت را دارد که به دی ان ای پیوند بخورد و احتمالا به طور فیزیکی از آن در برابر اشکال فعال مولکول اکسیژن محافظت کند.

با توجه به آنچه تا به اینجا ارائه شد، تقلید از خرس آبی در آینده می تواند به انسان برای بقا در فضای بیرون از زمین یاری کند. در کنار آن می توان با مهندسی محصولات غذایی، مخمر و حشرات، پروتئین های تاردیگراد را فراوری کرد! در چنین حالتی محصولات غذایی، حشرات و غیره، می توانند در فضاپیماهایی که سطوح تشعشعات در آن نسبت به زمین بسیار بیشتر است، به راحتی و به شکلی کارآمدتر رشد نمایند! به همین دلیل جالب است بدانید که قبلاً محققان در آزمایشگاه ژنِ پروتئین Dsup را به سلول های انسانی وارد نموده اند و نتیجه واقعا شگفت انگیز بود! بسیاری از آن سلول های اصلاح شده می توانستند از سطوح بالای اشعه ایکس یا مواد شیمیایی پراکسید که سلول های معمولی را می کشند، جان سالم به در ببرند.

بعلاوه زمانی که ژن Dsup به گیاهان تنباکو Tobacco Plants (که مدلی آزمایشی برای محصولات غذایی در نظر گرفته می گردد)، اعمال شد. نتیجه این کار نشان داد که این پروتئین از گیاهان در برابر قرار گرفتن در معرض یک ماده شیمیایی آسیب رسان به DNA به نام اتیل متان سولفونات ethyl methanesulfonate محافظت می نماید. به طور کلی گیاهان دارای ژن اضافی سریع تر از گیاهان بدون ژن رشد کردند و دی ان ای مواردی که Dsup به آن ها اضافه شده بود، در مواجهه با اشعه ماوراء بنفش، کم تر دچار آسیب شده بود!

خرس آبی و دستاوردهای آینده

طی تحقیقات اجرا شده در این حوزه، پروتئین های تاردیگرادها نشانه های اولیه محافظت از انسان را نشان داده اند. چراکه محققان در 18 مارس سال جاری گزارش دادند که وقتی برای فراوری این پروتئین ها دست به اصلاحات سلولی زدند، سلول های انسانی در برابر کمپتوتسین Camptothecin که یک عامل کشنده برای سلول است، مقاوم شدند! درواقع طی این فرایند، پروتئین های تاردیگرادها این کار را با مهار آپوپتوز Apoptosis انجام دادند؛ به این معنی که برنامه ای به منظور خود تخریبی سلولی که اغلب با قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی مضر یا تشعشعات ایجاد می گردد، را اجرا می نمایند. بنابراین، اگر محققان پیروز شوند که در زمینه ایجاد مقاومت سلولی در خارج از زمین به بالاترین نقطه برسند، ممکن است تا حدی مدیون خرس آبی باشن، چراکه این کار را با ایستادن بر روی شانه های کوچک خرس آبی حیاط خلوت شما، انجام داده اند!

منابع اصلی:

Natural and designed proteins inspired by extremotolerant organisms can form condensates and attenuate apoptosis in human cells

Desiccation-induced fibrous condensation of CAHS protein from an anhydrobiotic tardigrade

Expression of a tardigrade Dsup gene enhances genome protection in plants

Extremotolerant tardigrade genome and improved radiotolerance of human cultured cells by tardigrade-unique protein

Two Novel Heat-Soluble Protein Families Abundantly Expressed in an Anhydrobiotic Tardigrade

منبع: ScienceNews