O nouă perspectivă asupra modului în care bacteriile unice rezistă deteriorării cauzate de radiații ar putea duce la o mai bună protecție a oamenilor – atât pe Pământ, cât și printre stele.
Deinococcus radiodurans este o extremofilo bacterie care poate rezista la condiții care ar ucide majoritatea formelor de viață. D. radiodurans‘ capacitatea de a rezista la radiații de mii de ori mai puternic decât doza letală pentru oameni i-a câștigat microbilor porecla „Conan Bacteria”.
„Radiațiile ionizante – cum ar fi Raze X, raze gammaprotonii solari și radiația cosmică galactică – este foarte toxică atât pentru bacterii, cât și pentru oameni. Michael Dalyun genetician și D. radiodurans expert la Uniformed Services University din Maryland, a declarat pentru Live Science.
„În bacterii, radiațiile pot provoca deteriorarea ADN-ului, oxidarea proteinelor și distrugerea membranei, ducând la moartea celulelor”, a explicat el. „La oameni, expunerea la radiații poate avea ca rezultat sindromul acut de radiațiirisc crescut de cancer și leziuni ale țesuturilor și organelor.”
Înrudit: Crema solară super-spațială realizată din pigmentul pielii ar putea proteja astronauții de radiații
Radiația ionizantă elimină electronii din atomi. Acest lucru are ca rezultat molecule reactive numite radicali libericare sunt instabile și în număr suficient de mare, pot deteriora ADN-ul, proteinele și celulele.
D. radiodurans‘ capacitatea de a rezista acestei daune provine din a combinație unică de factori: un perete celular protector, mecanisme eficiente de reparare pentru a repara deteriorarea ADN-ului indusă de radiații și o colecție de antioxidanti care difuzează radicalii liberi.
Într-un nou studiu, publicat pe 12 decembrie în jurnal PNASDaly și colegii săi s-au inspirat dintr-un puternic antioxidant produs de D. radiodurans pentru a-și proiecta propria versiune a antioxidantului.
Complexe din interiorul bacteriei care conțin mangan își protejează proteinele de radiații prin eliminarea radicalilor liberi care le pot deteriora. Acest lucru lasă acele proteine libere să îndeplinească funcții celulare vitale, cum ar fi repararea ADN-ului. Cercetătorii au creat o versiune a complexului realizată în laborator, combinând particule de mangan încărcate, sau ioni, cu un ion fosfat și o peptidă special concepută, sau lanț scurt de aminoacizi. Peptida s-a bazat pe aminoacizii care sunt cei mai des întâlniți în D. radiodurans.
Cercetătorii au numit noua lor peptidă antioxidantă dependentă de mangan (MDP).
„Am început ca un sceptic”, a spus coautorul studiului Brian Hoffmanprofesor de chimie și bioștiințe moleculare la Universitatea Northwestern. „Am bănuit că eficacitatea MDP nu era altceva decât „suma părților sale”.
Cu toate acestea, Hoffman a spus că a fost surprins să descopere că părțile au interacționat pentru a forma un întreg mai puternic. „Acesta este „sosul secret”, a spus el.
Experimentele care au măsurat cât de puternic se leagă părțile complexului împreună au arătat că manganul singur nu a format legături suficient de puternice cu peptida proiectată pentru a fi protectoare. Adăugarea ionului de fosfat a întărit legăturile și a produs un complex care ar putea rezista de peste 12.000 de ori doza letală umană de radiații ionizante.
Înrudit: Cât de radioactiv este corpul uman?
Acum, cercetătorii folosesc tehnici speciale pentru a examina structura MDP, în speranța de a înțelege cum este asamblat, de ce funcționează atât de bine și cum să-l facă și mai eficient. Rezultatele ar putea avea aplicații de anvergură largă.
„Astronauții aflați în misiuni în spațiul profund sunt expuși la radiații ionizante cronice de nivel înalt, în principal de la razele cosmice și protonii solari”, a spus Daly. „MDP – un radioprotector simplu, rentabil, netoxic și extrem de eficient – ar putea fi administrat pe cale orală pentru a atenua aceste riscuri de radiații spațiale”.
El a adăugat că, „pentru misiunile cu echipaj pe Marte, care se pot întinde pe un an, radioprotecția va fi esențială pentru siguranța echipajului.”
Mai aproape de casă, Daly și Hoffman vor să exploreze potențialul MDP pentru îmbunătățirea sănătății pe Pământ.
„Sindromul de radiații acute, care implică complicații imunologice severe, ar putea fi prevenit cu MDP”, a spus Daly. „Există și o legătură bine-cunoscută între rezistență la radiații și îmbătrânire.” Deci, poate că MDP ar putea fi un potențial tratament pentru combaterea îmbătrânirii metabolice.
Cu toate acestea, sunt necesare mai multe cercetări pentru a dezvolta forme sigure și eficiente de MDP pentru utilizare la oameni. Cu timpul, însă, Hoffman, Daly și colegii lor prevăd potențialul MPD în orice, de la îngrijirea sănătății până la călătoriile în spațiu.
Te-ai întrebat vreodată de ce unii oameni își construiesc mușchi mai ușor decât alții sau de ce ies pistruii la soare? Trimite-ne întrebările tale despre cum funcționează corpul uman community@livescience.com cu subiectul „Health Desk Q” și este posibil să vedeți răspunsul la întrebarea dvs. pe site!
Comentarii recente