Биологи показали в действии работу «стекленеющих» белков, которые защищают клетки тихоходок при полном дефиците воды. В будущем они могут использоваться для сохранения живых тканей и органов перед трансплантацией.

Крошечные родственники членистоногих — тихоходки — способны выживать в самых экстремальных условиях. Они выдерживают час в кипящей воде, радиацию и давление в тысячи раз выше смертельных для человека, сохраняются в космическом вакууме и после выстрела из пушки, а в отсутствие воды просто впадают в анабиоз и готовы прождать так многие десятки лет.

Биологов очень интересуют эти «суперспособности» тихоходок. Они уже раскрыли многие интересные механизмы их защиты, например молекулы, закрывающие ДНК от действия радиации и флуоресцентные белки — против ультрафиолета. Новая работа ученых из Токийского университета посвящена выживанию тихоходок при полном пересыхании.

Статья Такеказу Кунейды (Takekazu Kunieda) и его соавторов опубликована в журнале PLOS Biology.

Клетки обычных животных пересыхание не переносят, и когда вода покидает их, они теряют целостность и коллапсируют. Однако у тихоходок они способны производить уникальные молекулы, которые поддерживают клетки даже в таких условиях, — белки CAHS (Cytoplasmic-Abundant Heat Soluble). Пока в клетке есть вода, CAHS остаются растворены в ней и неупорядочены. Но как только влаги оказывается недостаточно, они «стекленеют», соединяясь друг с другом и формируя нечто вроде каркаса, сохраняющего клеточные структуры. А когда вода начинает поступать снова, CAHS-белки опять растворяются, позволяя клетке возобновить работу.

При пересыхании CAHS-белки быстро формируют дополнительный внутриклеточный «скелет» / © Tanaka & Kunieda, 2022

Этот механизм впервые обнаружили еще несколько лет назад, а теперь японские ученые нашли у тихоходок более 330 белков, защищающих от пересыхания. Эксперименты с клетками животных подтвердили, что без воды эти молекулы образуют прочную сеть, которая распадается, когда влаги становится достаточно. То же самое происходит с отдельными CAHS-белками, выделенными из клеток. Ученым удалось показать это, визуализировав молекулы с помощью флуоресцентных меток.

Кроме того, биологи провели опыты с культурами клеток насекомых и человека, искусственно внося в них эти белки. Здесь CAHS работали заметно хуже, но все-таки обеспечивали определенную защиту от пересыхания. Авторы надеются, что в будущем это позволит создать новые методы сохранения живых тканей и органов для пересадки, а возможно — и целые организмы, способные переносить экстремальные условия не хуже самих тихоходок.