Konkurrenten für die härtesten Tiere der Welt gibt es in verschiedenen Größen - einschließlich Nashörnern und Kakerlaken. Aber diese Tiere sind Marshmallows im Vergleich zur Tardigrade oder dem sogenannten Wasserbären.
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Diese mikroskopisch kleine Bestie ist nur maximal 1, 5 mm lang und scheint fast über Superkräfte zu verfügen, berichtet Rachel Feltman für die Washington Post . Tardigraden leben normalerweise im Wasser, können jedoch austrocknen und schrumpfen über Jahrzehnte. Während dieses Zustands reduzieren sie ihren Metabolismus auf 0, 01 Prozent der normalen Bedingungen, bis sie wieder hydratisieren und wieder zum Leben erwachen. Sie können bei 212 Grad Fahrenheit und 459 Grad unter Null überleben. Noch beeindruckender ist, dass die achtbeinigen Kreaturen im Vakuum des Weltraums überleben und zehn Tage intensiver kosmischer Strahlung aushalten können.
Eine neue Studie zum Tardigrade-Genom identifiziert nun die Gene, die dem robusten Wasserbären helfen, solche Extreme zu überleben, und kann Auswirkungen auf die zukünftige menschliche Raumfahrt haben.
Forscher der Universität Tokio untersuchten das Genom von Ramazzottius varieornatus, einer der härteren Tardigrade-Arten, berichtet George Dvorsky für Gizmodo. Durch diese Analyse fanden sie mehrere einzigartige Eigenschaften des Genoms, darunter mehr Kopien eines Antioxidansenzyms und eines Proteinreparaturgens als bei jedem anderen Tier. Das Gen von besonderem Interesse ist jedoch codiert, um ein Protein zu produzieren, das für die Spezies einzigartig ist und das es wahrscheinlich vor Strahlung schützt. Das Protein, Dsup genannt, schützt nicht nur die DNA in Tardigrade-Zellen vor direkter Strahlung, sondern hilft auch bei der Reparatur von Strahlenschäden. Sie veröffentlichten ihre Ergebnisse diese Woche in der Zeitschrift Nature Communications.
Als die Forscher Dsup in kultivierte menschliche Zellen transferierten, schien es zunächst keinen Unterschied zu machen, erklärt der Hauptautor Takuma Hashimoto in einer Pressemitteilung. "Wir ließen sie jedoch für eine Weile im Inkubator in der Hoffnung, dass eine Schlüsseleigenschaft von Dsup irgendwo in diesem winzigen Unterschied verborgen lag und dass der Unterschied irgendwann ganz deutlich werden würde", sagt er. "Zu unserer großen Überraschung, wenn Einige Zeit später überprüften wir die Zellen unter dem Mikroskop. Ihre Form und Anzahl hatten sich erheblich geändert, weit über unseren Erwartungen. "
Mit anderen Worten, das Dsup half, die beschädigte DNA im Laufe der Zeit zu reparieren. Dies könnte ein wichtiger Schritt für den Schutz menschlicher Astronauten sein, die auf zukünftigen Reisen zum Mars und zu anderen Planeten großen Mengen kosmischer Strahlung ausgesetzt sein werden. "Sobald Dsup in den Menschen eingebaut werden kann, kann es die Radiotoleranz verbessern", sagt der Genetiker Takekazu Kunieda, Mitautor der Studie, Dvorsky. "Aber im Moment brauchen wir genetische Manipulationen, und ich glaube nicht, dass dies in naher Zukunft passieren wird."
Er weist auch darauf hin, dass das Protein nur etwa die Hälfte des benötigten Schutzes produziert, und vermutet, dass die Tardigrade andere Strategien anwendet, um sich auch vor Strahlung zu schützen.
Die Studie legt auch eine Kontroverse zugrunde, die letztes Jahr ausgebrochen war, als ein Team der Universität von North Carolina, Chapel Hill, eine Veröffentlichung veröffentlichte, in der behauptet wurde, Tardigraden hätten etwa 6.000 Gene von Bakterien, Pflanzen, Pilzen und Archaeen gesammelt - etwa ein Sechstel ihrer Gene Gesamtgenom. Die Idee war, dass der Wasserbär die Gene „gestohlen“ hatte, die ihm durch einen als horizontale Übertragung bekannten Prozess seine Superkräfte von anderen Arten geben. Nach einem Hin und Her mit einem anderen Team, das die Ergebnisse in Frage stellte, stellten die Forscher jedoch bald fest, dass die meisten dieser Gene auf eine Kontamination während der Studie zurückzuführen waren.
In dieser neuen Studie wurden auch Gene analysiert, die durch horizontalen Transfer erworben wurden, und es wurden zusätzliche Vorsichtsmaßnahmen getroffen, um eine Kontamination zu verhindern. Sie stellten fest, dass ungefähr 1, 2 Prozent der Tardigrade-Gene von anderen Arten stammen, was im Tierreich nicht einzigartig ist. Tatsächlich macht es die Tardigrade noch eindrucksvoller, erzählt Kunieda Dvorsky. Tardigraden haben die meisten dieser extremen Fähigkeiten für sich allein entwickelt.
