«Большая еда на дом от нашего исследования – то, что tardigrades развили уникальные гены, которые позволяют им переживать иссякание», говорит Томас Бутби, Постдокторант Исследовательский фонда Наук о жизни в Университете Северной Каролины, Чапел-Хилл и первый автор исследования. «Кроме того, белки, которые кодируют эти гены, могут использоваться, чтобы защитить другой биологический материал – как бактерии, дрожжи и определенные ферменты – от сушки».В течение долгого времени предполагалось, что сахар, названный trehelose, дал tardigrades способность терпеть сушку.
Trehelose найден во многих других организмах, которые могут пережить быть иссякавшимся, включая дрожжи, артемию и некоторых нематод. Но биохимические исследования tardigrades нашли trehelose на низких уровнях или нисколько, и упорядочивание не показало ген для фермента, требуемого сделать этот сахар.«Вопрос был, ‘Если tardigrades не полагаются на trehelose, чтобы пережить сушку, что они используют вместо этого?’» Бутби говорит. Он и его команда намереваются обнаруживать, как они делают это.
Первый шаг исследования должен был посмотреть, какие гены были активны при различных условиях: неподчеркнутый, иссякание, и замороженный. Исследователи определили гены, которые были upregulated и выразили по поводу высокого уровня, когда животные начали иссякать.
Белки, которые эти гены кодируют, TDPs, находятся в классе белков, названных свойственно приведенными в беспорядок белками (IDPs). В отличие от большинства белков, у IDPs нет фиксированной трехмерной структуры.После того, как они сочли гены TDP выраженными по поводу высокого уровня в иссякающий период в одной разновидности медленно передвигающихся, команда посмотрела на две других разновидности и нашла те же самые гены.
Одна разновидность, которой включили гены все время, в состоянии пережить иссякание намного более быстро что другие. «Мы думаем, что это может сделать это, потому что это уже имеет столь многие из этих белков вокруг и не требуется время, чтобы сделать их», говорит Бутби.Чтобы проверить, что эти TDPs были тем, что дало tardigrades их уникальные способности, исследователи помещают генетический код их в дрожжи и бактерии, и подтвердили, что TDPs защитил эти другие организмы.
Trehelose помогает другим организмам пережить иссякание, формируя подобные стакану твердые частицы, когда они сохнут, а не кристаллы. Boothby и его коллеги нашли, что TDFs формируют подобные подобные стакану твердые частицы и показали, что, когда гладкость TDPs была разрушена, это коррелировало с потерей их защитных способностей.
Бутби говорит, что у TDPs есть много потенциального использования, включая защиту зерновых культур от засухи и охраны лекарств, которые обычно требуют хранения в холодильнике. «Способность стабилизировать чувствительные фармацевтические препараты в сухом штате очень важна для меня лично», говорит он. «Я рос в Африке, где отсутствие охлаждения в отдаленных районах – огромная проблема. Эти реальные заявления – одна из вещей, которые принудили меня изучать tardigrades».