Тихоходки, восьминогие водные беспозвоночные, способны противостоять сильной жаре, холоду и засухе, переходя в ангидробиоз. Микроскопическая тихоходка сжимается до трети своего и без того небольшого размера и сворачивается в клубок. В этом дремлющем состоянии чрезвычайно медленного метаболизма, животное может выживать длительное время, а затем выйти из спячки и возобновить нормальную жизнедеятельность.

Ученые раскрыли точный молекулярный механизм, который позволяет тихоходке адаптироваться к стрессу. В этом процессе важную роль играет аминокислота цистеин и накопление свободных радикалов в клетках животных.

Более раннее исследование выявляли биологические процессы, которые приводили к состоянию анабиоза. Но что именно вызывало это состояние, оставалось загадкой. Команда под руководством исследователей из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл и Университета Маршалла определила молекулярный переключатель, который начинает трансформацию тихоходок.

Чтобы вызвать трансформацию, ученые подвергли модельный вид тихоходок, Hypsibius exmplaris, экстремальным условиям: температуре −80 °C, высокому уровню перекиси водорода и сильным растворам соли и сахара.

Они обнаружили, что молекулярный сенсор, построенный на аминокислоте цистеине, является ключом к способности животного включать и выключать это состояние по мере необходимости. Было обнаружено, что в экстремальных условиях в клетках тихоходок накапливаются свободные радикалы — атомы или молекулы кислорода. Они захватывают электроны у других атомов. Обычно высокая концентрация свободных радикалов вызывает окислительный стресс, но в случае тихоходок они служат триггером для запуска ангидробиоза.

Если условия становились более благоприятными, этот процесс поворачивался вспять. Тихоходки получили молекулярное сообщение о том, что можно безопасно вернуться в исходное, полностью функционирующее состояние.

Когда ученые заблокировали цистеин у тихоходок, они не смогли войти в состояние анабиоза. Это выявило важное взаимодействие между комбинацией свободных радикалов кислорода и этим аминокислотным «переключателем». Таким образом, окисленные цистеины регулируют вход и выход из состояния выживания у этих крошечных организмов.