Tardigrades tillhör filumen Tardigrada, en grupp mikroskopiska ryggradslösa djur som finns i olika livsmiljöer världen över, från bergstoppar till djuphavet. Deras motståndskraft härrör från deras förmåga att gå in i ett tillstånd av suspenderad animation som kallas kryptobios, under vilken deras ämnesomsättning sjunker till nära noll, och de kan motstå extrema förhållanden under långa perioder.
En nyckelfaktor för tardigraders motståndskraft mot strålning ligger i deras unika DNA-skadaresponsmekanismer. När de utsätts för joniserande strålning, som kan orsaka skadliga DNA-skador och mutationer, aktiverar tardigrader ett intrikat nätverk av DNA-reparationsvägar. Dessa vägar använder specialiserade proteiner som upptäcker och reparerar DNA-skador, vilket säkerställer bevarandet av genetisk information som är avgörande för överlevnad.
I en nyligen publicerad studie publicerad i tidskriften Nature Communications fokuserade forskare på ett specifikt protein som heter Dsup (skadasuppressor), rikligt med tardigrader. De upptäckte att Dsup spelar en avgörande roll för att skydda DNA från strålningsskador. Dsup binder till och stabiliserar DNA-strukturer, vilket förhindrar strängbrott och andra former av skador inducerade av strålning. Denna skyddande funktion hos Dsup är väsentlig för att upprätthålla integriteten hos tardigradgenomet under exponering för höga strålningsnivåer.
En annan studie, publicerad i tidskriften PLOS Genetics, identifierade flera gener involverade i DNA-reparation och stressrespons som är mycket uttryckta i tardigrader jämfört med andra djur. Dessa gener kodar för proteiner som deltar i reparation av basexcision, en process som tar bort skadade DNA-baser och homolog rekombination, en mekanism som reparerar dubbelsträngsbrott. Uppregleringen av dessa gener bidrar ytterligare till tardigradernas förmåga att laga strålningsinducerad DNA-skada effektivt.
Dessutom har tardigrader en anmärkningsvärd förmåga att binda fria radikaler, mycket reaktiva molekyler som kan orsaka oxidativ skada på cellulära komponenter. Deras celler innehåller höga koncentrationer av antioxidanter, inklusive superoxiddismutas och katalas, som effektivt neutraliserar fria radikaler och förhindrar cellskador och dysfunktion.
Den exceptionella motståndskraften hos tardigrader mot strålning och andra extrema förhållanden har väckt stort intresse inom området astrobiologi, studiet av liv bortom jorden. Att förstå mekanismerna bakom tardigrades överlevnadsstrategier kan ge värdefulla insikter om potentialen för liv att existera i hårda miljöer på andra planeter eller månar inom vårt solsystem och utanför.
Sammanfattningsvis härrör tardigraders förmåga att motstå intensiv strålning från en kombination av deras förmåga att komma in i kryptobios, deras effektiva DNA-skador reparationsmekanismer och deras effektiva antioxidantförsvarssystem. Dessa anmärkningsvärda anpassningar lyfter fram den otroliga mångfalden och motståndskraften hos livet på jorden och öppnar nya vägar för forskning om gränserna för biologisk anpassning och överlevnad.
