Как тихоходки выживают в экстремальных условиях

Тихоходки известны своей способностью противостоять экстремальным условиям – теперь мы знаем, как они это делают. Крошечные молекулярные датчики в их клетках могут обнаружить, когда они производят слишком много повреждающих молекул, называемых свободными радикалами, вызывая спящее состояние.

Тихоходки, которых иногда называют водяными медведями, — это восьминогие микроскопические беспозвоночные, которых можно встретить по всему миру. В неблагоприятных условиях, таких как отрицательные температуры или сильная радиация, твари сморщиваются в сухой комок, называемый бочкой, и впадают в состояние глубокой спячки.

«Тихоходки не живут в экстремальных условиях, но могут перезимовать», — говорит Деррик Коллинг из Университета Маршалла в Западной Вирджинии. «Мы хотели понять, как они могут в это вникать».

В ходе расследования Коллинг и его коллеги подвергли тихоходок воздействию высоких уровней перекиси водорода, сахара или соли или температуры -80°C. В результате этих стрессов тихоходки производят вредные, высокореактивные молекулы, называемые свободными радикалами кислорода.

Затем свободные радикалы вступают в реакцию с другими молекулами, говорит член команды Лесли Хикс из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл. Важно отметить, что команда обнаружила, что свободные радикалы окисляют аминокислоту под названием цистеин, один из строительных блоков белков в организме. Эти реакции заставляют белки изменять свою структуру и функцию, сигнализируя о наступлении состояния покоя.

В экспериментах, где окисление цистеина было предотвращено, тихоходки не смогли войти в состояние покоя. «Цистеин действует как своего рода регуляторный датчик», — говорит Хикс. «Это позволяет тихоходкам чувствовать окружающую среду и реагировать на стресс».

Когда условия улучшились, команда обнаружила, что цистеин больше не окисляется, что заставило тихоходок проснуться.