Nuevas especies de tardígrados revelan secretos de poderes resistentes a la radiación

Una especie de tardígrado recientemente descrita está dando a los científicos una idea de qué hace que estas pequeñas criaturas de ocho patas sean tan resistentes a la radiación.

Los tardígrados, también conocidos como tardígrados, han fascinado durante mucho tiempo a los científicos por su capacidad para resistir condiciones extremas, incluida la radiación a niveles aproximadamente 1.000 veces superiores a la dosis letal para los humanos. Hay alrededor de 1.500 especies conocidas de tardígrados, pero sólo unas pocas han sido bien estudiadas.

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Ahora, los científicos han secuenciado el genoma de una especie nueva para la ciencia, revelando algunos de los mecanismos moleculares que dan a los tardígrados su excepcional flexibilidad. Su estudio fue publicado en ciencias El 24 de octubre¹Identifica miles de genes tardígrados que se vuelven más activos cuando se exponen a la radiación. Estos procesos indican un sistema de defensa avanzado que incluye proteger el ADN del daño causado por la radiación y reparar las roturas que puedan ocurrir.

Los autores esperan que sus ideas puedan aprovecharse para ayudar a proteger a los astronautas de la radiación durante las misiones espaciales, limpiar la contaminación nuclear o mejorar el tratamiento del cáncer.

“Este descubrimiento puede ayudar a mejorar la capacidad de las células humanas para resistir el estrés, beneficiando a los pacientes sometidos a radioterapia”, dice el coautor del estudio Lingqiang Zhang, biólogo molecular y celular del Instituto de Ciencias de la Vida de Beijing.

Genes protectores

Hace unos seis años, Zhang y sus colegas se aventuraron al monte Funyu en la provincia china de Henan para recolectar muestras de algas. De vuelta en el laboratorio y bajo el microscopio, identificaron una especie de tardígrado no documentada previamente, a la que llamaron Hypsibius henanensis. La secuenciación del genoma reveló que esta especie contiene 14.701 genes, el 30% de los cuales son específicos de los tardígrados.

Cuando los investigadores revelaron h. henanensis Fueron expuestos a dosis de radiación de 200 y 2000 Gray (mucho más allá de lo que los humanos pueden sobrevivir) y descubrieron que se activaron 2.801 genes implicados en la reparación del ADN, la división celular y las respuestas inmunitarias.

“Es como en tiempos de guerra, cuando las fábricas se reequipan sólo para producir municiones”, dice Bob Goldstein, biólogo celular de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill, que ha estado estudiando los tardígrados durante 25 años regulando cómo funciona la expresión genética. “Estamos fascinados por cómo un organismo puede cambiar su expresión genética hasta el punto de hacer tantas copias de ciertos genes”.

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Uno de los genes se llama Paso 1Codifica una proteína que ayuda a reparar roturas de doble cadena en el ADN mediante el reclutamiento de proteínas especializadas en los sitios de daño. “Esto es nuevo [gene] “Hasta donde yo sabía, nadie estaba estudiando”, dice Goldstein.

Los investigadores también estiman que entre el 0,5 y el 3,1 por ciento de los genes tardígrados se adquirieron de otros organismos mediante un proceso conocido como transferencia horizontal de genes. gen llamado Adición1que parecen haber sido obtenidos de bacterias, el oso de agua pudo producir cuatro tipos de pigmentos antioxidantes llamados betalaínas. Estos pigmentos pueden eliminar algunas de las sustancias químicas reactivas dañinas inducidas por la radiación que se forman dentro de las células, y que representan entre el 60% y el 70% de los efectos nocivos de la radiación.

Los investigadores trataron células humanas con una de las betalaínas que se encuentran en los tardígrados y descubrieron que sobrevivían mucho mejor a la radiación que las células no tratadas.

No hay fecha de caducidad

El estudio de los mecanismos moleculares que permiten a los tardígrados resistir otras condiciones extremas, como temperaturas extremas, falta de aire, deshidratación y hambre, podría tener amplias aplicaciones. Puede mejorar la vida útil de materiales frágiles como las vacunas, por ejemplo. “Todos los medicamentos tienen fecha de caducidad, pero los tardígrados no”, dice Goldstein.

Nadia Moberg, fisióloga animal de la Universidad de Copenhague, añade que comparar estos mecanismos entre diferentes tardígrados es una parte importante de esta investigación. “Todavía nos falta conocimiento sobre las diferentes especies de tardígrados que existen”, afirma.

Estos animales tienen “una tubería de material protector que probablemente continuará arrojando más material que será útil e interesante de entender”, dice Goldstein. “Queremos entender cómo funcionan y qué potencial tienen”.