Тихоходки, или водяные медведи, микроскопические животные, прославлены стойкостью к экстремальным условиям: даже 10 дней в открытом космосе не гарантированно убивают их. Американские ученые воспроизвели один из механизмов рекордной выживаемости тихоходок в культуре человеческих клеток.
Водяные медведи в активном состоянии переносят большие колебания температур, давления и влажности. В состоянии стазиса они становятся непобедимыми: организм теряет до 99 процентов влаги, а метаболизм замедляется почти до полной остановки. При восстановлении благоприятных условий тихоходки оживают и продолжают жить как ни в чем не бывало. Среди разнообразных свойств этих микроскопических животных исследователи обратили внимание на то, что позволяет клеткам водяных медведей пережить практически полное осушение.
Внутриклеточная среда тихоходок отличается высоким содержанием специфичных белковых структур, обладающих беспорядочной конфигурацией. IDPТакие полипептиды частично или полностью лишены постоянной формы, то есть выглядят как хаотично расположенные в пространстве нити. Другие классы белков имеют четко оформленную форму, от которой зависят их биологические свойства. IDP— например, сигнальные или регуляторные, но изучение этих объектов постоянно удивляет.
Внутренне неупорядоченный белок CAHS DВ клетках водяных медведей при понижении концентрации образуются нитевидные структуры, напоминающие паутину. Из-за них цитоплазма становится гелем. CAHS DВ растворе с концентрацией ниже определённого порога. Пока концентрация выше, цитоплазма остаётся жидкой, и этот полипептид, судя по всему, никак не участвует в метаболизме клетки. UW, США) показали, что CAHS DМожет значительно улучшить сохранение биологических материалов (препаратов, вакцин, стволовых клеток, крови) во время сушки, что облегчает их хранение и перевозку.
Теперь та же группа специалистов смогла подробно изучить работу процесса. CAHS DВ ходе исследования авторы проверили препарат сначала в живых клетках, а затем – на культуре человеческих клеток. WUSM, а также Болонского (Италия), Амстердамского (Нидерланды) и Калифорнийского ( UC MercedВ Соединенных Штатах Америки проведены исследования в ряде университетов. опубликована в рецензируемом журнале Protein Science. Текст находится в открытом доступе.
Человеческие клетки, экспрессировавшие белок CAHS DИспытывающие осмотический стресс в течение 24 часов продемонстрировали почти двукратную выживаемость по сравнению с лишенными этого. IDPИз испытуемых смогли вылечить примерно половину, а в контрольной группе умерли примерно 75 процентов.
В эксперименте изучались ещё две культуры с модифицированным белком тихоходок: одна с его версией, не способной образовывать гель в цитоплазме, вторая — формирующей гель хуже. Обе культуры также показали способность переносить осмотический стресс лучше, чем человеческие клетки без модификаций. CAHS DТаким образом, защитные свойства рассматриваемого пептида простираются за пределами его способности формировать желатиновую структуру внутри клетки.