Želvušky přežijí rozpětí teplot od –272 °C do +150 °C i vysokou radiaci

Má to pět tělních článků, osm končetin a ústní ústrojí zahrnuje dva bodavé ostny k vysávání potravy. Co to je? Na tuto otázku odpoví málokdo, přestože jsou želvušky v naší přírodě běžným živočichem. Jen díky své mikroskopické velikosti unikají pozornosti.

Jak přežít smrtelné teploty

Mrazivé teploty až –272 °C i vedro vysoko nad bod varu vody poškozují buněčnou DNA a naprostá většina organismů, včetně všech savců, je nemá šanci přežít. Jenže nic z toho želvuškám nevadí. Přežijí i tlak, který panuje na nejhlubším místě oceánu v Mariánském příkopu. K tomu dokážou na několik desítek let zamrznout a ve stavu speciální „hibernace“ zastavit metabolismus, čímž přestanou spotřebovávat energii. Zatím je popsáno kolem 1 300 druhů těchto prazvláštních živočichů, kteří obývající pestrou škálu ekosystémů od suchozemských přes sladkovodní až po mořské. Najít se dají jak v ledovcích, tak na pouštích. U nás běžně žijí v trsech mechů.

Poznat tajemství extrémní schopnosti přežití želvušek, které kromě výše zmíněného „ustojí“ i velké dávky radiace, by mohlo vést k naprosto zásadním posunům v mnoha vědních oborech – od léčby rakoviny, až po dlouhé lety do kosmu za cílem osídlit jiné planety.

Modelování proteinu

Základem ochrany buněk želvušek je speciální protein (damage-suppressor protein – Dsup), který se stal předmětem zájmu Mariny Mínguez-Toral a jejího týmu z Centre for Plant Biotechnology and Genomics ve španělském Madridu. Tým modeloval systém dvou molekul Dsup a DNA, které obsahovaly více než 750 000 atomů.

Vědci se zaměřili na elektrostatický potenciál a elektrické pole a simulaci molekulární dynamiky všech atomů. „Modelování všech atomů v proteinu a všech jejich elektrostatických interakcí ukazuje, že protein je ‚vnitřně narušený‘ a vysoce flexibilní, a zdá se, že je schopen upravit svou strukturu tak, aby přesně odpovídala tvaru DNA,“ vysvětluje Rowan Hooper na serveru New Scientist. Ukázalo se, že se protein Dsup dokáže asociovat s jadernou DNA, kterou chrání před štěpením.

Pokud se podaří přesně zjistit mechanismy umožňující želvuškám přežít v naprosto nehostinných podmínkách, mají vědci v plánu upravit buňky u dalších organismů, jako je škrkavka nebo octomilka. Cílem je zjistit, zdali by se podobné ochranné mechanismy nedaly aplikovat na vyšší tvory. Bude konečným cílovým organismem člověk?