Les scientifiques ont récemment déchiffré un ingrédient clé de l'arsenal des superpuissances de tardigrades, découvrant comment une protéine unique contenue dans l'eau microscopique préférée de chacun agit comme une barrière contre les rayonnements nocifs.
Bien que minuscules, les tardigrades sont notoirement difficiles. Ils peuvent résister à des conditions extrêmes qui tueraient la plupart des formes de vie, y compris l'exposition au froid glacial, à la chaleur de cuisson au gril, au vide et au rayonnement mortel de l'espace.
Mais quels sont les secrets chimiques qui confèrent aux tardigrades leur quasi-invulnérabilité? Pour répondre à cette question, les chercheurs ont examiné attentivement un composé trouvé uniquement dans les tardigrades: la soi-disant protéine suppresseur de dommages, ou Dsup.
Les pouvoirs protecteurs de cette protéine s'étaient précédemment révélés au-delà des tardigrades; lorsqu'il est ajouté aux cellules humaines, Dsup protège contre les dommages causés par les rayons X. Et maintenant, les scientifiques ont découvert comment Dsup se lie aux structures chromosomiques et protège l'ADN des effets nocifs des radiations, ont rapporté les chercheurs dans une nouvelle étude.
"Nous pensions que cette protéine fascinante dans un organisme extrême pourrait nous dire quelque chose de nouveau que nous n'obtiendrions pas de protéines régulières", a déclaré le co-auteur de l'étude James Kadonaga, professeur à la Division des sciences biologiques de l'Université de Californie à San Diego. .
Bien que les tardigrades puissent sembler indestructibles, ils ont besoin d'eau pour être actifs et se reproduire. En l'absence d'eau, ils se retirent dans une forme d'animation suspendue appelée état tun, expulsant l'humidité de leur corps et existant dans un limbe desséché jusqu'à ce que des conditions plus hospitalières reviennent.
En tant que tuns, les tardigrades sont imperméables à la plupart des formes de dommages et peuvent même être ravivés après des décennies, peut-être même après avoir passé du temps sur la lune. Des milliers de tuns pourraient avoir été éparpillés sur la surface lunaire après que l'atterrisseur lunaire israélien Beresheet (qui transportait une charge utile d'ours desséchés) s'est écrasé le 11 avril lors d'une tentative d'atterrissage ratée. Dans certaines conditions, s'ils survivaient à l'atterrissage forcé, ces tardigrades lyophilisés pourraient toujours reprendre vie, avait précédemment rapporté Live Science.
Apparemment indestructible
Certaines des protéines qui permettent aux tardigrades de revivre après avoir été séchées se trouvent dans d'autres organismes, mais Dsup est exclusif aux ours aquatiques. Et bien que des études antérieures aient révélé que cette protéine rendait les cellules humaines résistantes aux rayons X, les mécanismes de la façon dont Dsup l'a fait étaient incertains.
Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont découvert que Dsup se lie à une structure appelée chromatine, un paquet qui contient les longs brins d'ADN d'une cellule dans un paquet dense, a déclaré Kadonaga à Live Science.
"Nous avons découvert qu'il se liait à la chromatine. Puis nous avons demandé:" Comment le rend-il résistant aux rayons X? "", A-t-il expliqué.
Lorsque les cellules sont baignées de rayons X, les molécules d'eau se séparent et forment des particules d'oxygène et d'hydrogène hautement réactives appelées radicaux hydroxyles; ces radicaux peuvent endommager l'ADN à l'intérieur des cellules, selon l'étude.
"Nous avons pensé:" Pourquoi ne voyons-nous pas simplement si Dsup peut protéger l'ADN des radicaux hydroxyles? " Et la réponse est oui, c'est possible ", a expliqué Kadonaga. Le Dsup à haute énergie a une structure semblable à un nuage; le nuage entoure l'enveloppe de la chromatine de l'ADN, bloquant les radicaux hydroxyles et les empêchant de perturber l'ADN cellulaire, ont rapporté les chercheurs.
"Maintenant que nous savons comment cela a fonctionné, c'est un tremplin pour potentiellement l'utiliser pour des applications pratiques", a déclaré Kadonaga.
En reconstituant le fonctionnement de Dsup à des niveaux toujours plus précis, les scientifiques peuvent ensuite l'utiliser comme modèle pour la construction d'autres types de protéines - "de meilleures versions de Dsup" - qui sont encore plus efficaces pour protéger les cellules contre les dommages à l'ADN, a déclaré Kadonaga. . Ces nouvelles protéines ne seront probablement pas utilisées pour produire des personnes à l'épreuve des radiations, mais elles pourraient améliorer la résistance des cellules cultivées utilisées pour la culture de produits pharmaceutiques, a-t-il ajouté.
"Vous pouvez avoir des cellules plus durables, des cellules à durée de vie plus longue. Cela pourrait être un cas pour mettre une certaine forme de Dsup dans cette cellule", a-t-il déclaré.
Les résultats ont été publiés en ligne mardi 1er octobre dans la revue eLife.
