Des biologistes de l'Université de Tokyo ont trouvé la raison de l'invulnérabilité des Tardigrades

De minuscules organismes vivants, appelés «tardigrades», sont bien connus dans la communauté scientifique pour leur insensibilité aux facteurs externes. Haute ou basse température? Pas un problème, les tardigrades survivent dans des conditions incroyablement difficiles, même lorsque les micro-organismes les plus résistants meurent.

Pour la première fois, des tardigrades ont été décrits par le pasteur allemand I.A. Goetze, l'appelant «petit ours d'eau». Ces créatures ont obtenu leur nom moderne en 1777 grâce au scientifique italien Spallanzani .

Les tardigrades sont très petits, leur taille corporelle est de 0,1 à 1,5 mm. Le corps de ces créatures est translucide, se compose de quatre segments et d'une «tête». Chaque segment du corps a une paire de membres courts et épais. Les tardigrades se déplacent à une vitesse de 2-3 mm par minute. Ils n'ont pas de système respiratoire ou circulatoire.

Il existe des légendes sur la survie des tardigrades, et pas seulement parmi les scientifiques. Ces animaux peuvent rester 20 mois (et même plus) dans de l'oxygène liquide à une température de -193 ° C. Dans l'hélium liquide, elles peuvent durer environ 8 heures, se réactivant lors de la décongélation. Les tardigrades sont chauffés à 60-65 ° C pendant 10 heures, et jusqu'à 100 ° C pendant une heure.

Résiste à des pressions tardigrades d'environ 6000 atmosphères. De plus, peu importe dans quelles conditions se situe le mouvement lent - eau, perfluorocarbone ou dioxyde de carbone. Cela n'affecte pas les résultats de survie. Le mouvement lent se sent également bien dans le vide, résistant à la fois au rayonnement cosmique et aux irradiations ultraviolettes A et B (longueur d'onde 280-400 nm).

Si un groupe de tardigrades est irradié par des rayonnements (570 000 rayons X), environ 50% des «sujets» survivent. Dans ce cas, la dose létale de rayonnement pour l'homme n'est que de 500 rayons X.

Les tardigrades peuvent résister à une déshydratation extrême, tout en maintenant une fraction d'eau dans 1 à 2% du poids corporel. Une fois que cette créature est entrée dans un environnement humide, elle reprend sa vie normale.

Alors pourquoi les tardigrades sont-ils si robustes?

Aucune autre créature n'est capable de résister à quelque chose comme ça sans se nuire. Il y a des créatures qui résistent au froid, il y a des organismes qui n'ont pas peur de la chaleur ou du vide. Mais aucune autre créature vivante, à l'exception des tardigrades, n'est capable de résister à tous les facteurs externes ensemble. Quelle est la raison d'un si haut degré de survie?



La réponse à cette question a tenté de donner aux scientifiques japonais qui ont séquencé l'ADN des tardigrades. Les résultats du déchiffrement du matériel génétique de ces créatures ont répondu à certaines des questions d'intérêt pour les biologistes concernant les tardigrades pendant plusieurs dizaines voire centaines d'années. Il s'est avéré que les tardigrades ont plusieurs mécanismes de protection causés par la présence de protéines spéciales dans leur corps.

Des chercheurs japonais ont montré que lorsque ces protéines sont introduites dans les cellules humaines, elles deviennent plus résistantes aux rayons X. Selon les auteurs de l'étude, les chaînes d'ADN des cellules humaines avec l'introduction d'une des protéines, qui assurent la résistance des tardigrades aux radiations dures, sont endommagées de 40% de moins. «Nous avons été très surpris», explique Takuma Hashimoto de l'Université de Tokyo.

Les scientifiques n'ont étudié qu'une des espèces de tardigrades, Ramazzottius varieornatus, qui est l'une des espèces les plus résistantes aux facteurs externes. Dans l'organisme des tardigrades de cette espèce, les scientifiques ont trouvé une protéine désignée dans le travail comme Dsup (Suppresseur de dommages), ce qui réduit le niveau d'influence négative des facteurs externes sur le corps de ces créatures.

Selon les chercheurs, Dsup est une protéine associée à l'ADN qui protège les chaînes et améliore la résistance aux radiations dans la cellule. Dsup fonctionne mieux avec un rayonnement dur. «La résistance aux rayons X est un effet secondaire du mécanisme d'adaptation des tardigrades à une déshydratation extrême», explique Takekazu Kunieda, un autre membre de l'équipe de recherche.

Pour obtenir des quantités suffisantes de Dsup, le gène correspondant a été transplanté dans le génome d'Escherichia coli. Et seulement alors, la protéine a été transférée à la culture de cellules humaines.

Si Dsup pouvait être introduit dans le corps humain, et pas seulement dans les cultures cellulaires, cela nous rendrait probablement plus résistants aux radiations. Dans le processus d '"exode", il faut faire face à un rayonnement cosmique dur, qui représente un danger important pour la vie et la santé des astronautes, par conséquent, cette "modification" est importante pour la civilisation humaine en cas de nouvelle expansion au-delà des limites de la planète Terre.

Les résultats des travaux des scientifiques japonais intéressés d'autres pays. Par exemple, Ingemar Jönsson de l' Université de Kristianstad (Suède) considère l'étude comme importante pour la médecine.

Une étude ajoute également du carburant à la discussion sur les incendiesun grand nombre de gènes tiers dans le génotype des tardigrades. On pensait auparavant que le pourcentage de ces gènes obtenus par des tardigrades d'espèces tierces est d'environ 20%. Les scientifiques japonais disent que ce résultat est incorrect, en fait, le nombre de gènes tiers dans les tardigrades est d'environ 2% du nombre total de gènes dans le génotype de ces créatures. Et le résultat obtenu plus tôt est une erreur obtenue en raison de la contamination d'un échantillon de matériel génétique.


1,2% - 2% des gènes tiers sont un résultat assez courant non seulement pour les tardigrades, mais aussi pour la plupart des autres organismes vivants. Une partie des mécanismes de défense de l'espèce Ramazzottius varieornatus est en effet dérivée d'autres créatures. Mais une grande partie est néanmoins née de l'évolution, tout cela est une «réalisation» des tardigrades eux-mêmes.

Le fait que ces créatures soient extrêmement résistantes aux facteurs externes négatifs n'est pas le résultat de l'obtention de gènes tiers, mais de véritables acquisitions évolutives, comme disent les Japonais. Ils ont publié les résultats de leurs recherches dans la publication réputée Nature Communications .

Les scientifiques japonais affirment que l'espèce Ramazzottius varieornatus (et peut-être d'autres espèces de tardigrades) n'a tout simplement pas de gènes qui incluent la réponse du corps au stress. Par exemple, avec un manque d'eau, la plupart des êtres vivants déclenchent le processus de mort cellulaire. Une situation similaire est observée en l'absence de la quantité requise de nutriments ou d'exposition à d'autres facteurs négatifs. Les Tardigrades n'ont rien de tout cela. Ils «ne comprennent tout simplement pas» que l'environnement menace leur existence lorsque des conditions défavorables se produisent.

Source: https://habr.com/ru/post/fr397661/