febrero 21, 2024

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Los investigadores creen que tienen la clave de por qué los tardígrados pueden sobrevivir a casi cualquier cosa

Los investigadores creen que tienen la clave de por qué los tardígrados pueden sobrevivir a casi cualquier cosa

Blickwinkel/Alamy álbum de fotos

El tardígrado microscópico, u oso de agua, se muestra en su estado activo.

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Los tardígrados, también conocidos como osos de agua, suelen vivir en algunos de los entornos más desafiantes de la Tierra. Estos animales microscópicos son tan inusuales que han viajado por el mundo Estación Espacial Internacional Buscar.

Cuando las cosas se ponen difíciles, las criaturas sorprendentemente poderosas pueden entrar en una forma de animación suspendida, llamada “estado tun”. Por décadas. Ahora, los investigadores dicen que han descubierto el misterioso mecanismo que activa el modo de supervivencia en los animales, y el trabajo podría tener implicaciones para los humanos. Según un nuevo estudio.

Bajo estrés en frío extremo u otras condiciones ambientales extremas, los cuerpos de los tardígrados producen radicales libres de oxígeno inestables y un electrón desapareado, también conocido como especie reactiva de oxígeno, que puede dañar las proteínas y el ADN del cuerpo si se acumulan en exceso. (Sí, este estrés oxidativo es el mismo evento fisiológico que experimentan los humanos cuando esta estresado ¿Por qué los expertos en salud sugieren comer grandes cantidades de… Arándanos y otros alimentos antioxidantes Cuando tienes una semana dura en el trabajo.)

Los investigadores descubrieron que el mecanismo de supervivencia comienza cuando la cisteína, uno de los aminoácidos que forman las proteínas del cuerpo, entra en contacto con estos radicales libres de oxígeno y se oxida. Este proceso es la señal que le permite al tardígrado saber que es hora de entrar en modo de protección. Los radicales libres se convierten, por así decirlo, en el martillo con el que se rompe el cristal de una alarma contra incendios.

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Los resultados fueron publicados el 17 de enero en la revista. uno más.

Esta revelación podría eventualmente ayudar a desarrollar materiales que puedan Respondiendo a condiciones extremas como el espacio profundo Smithers, autor principal del estudio e investigador postdoctoral en el Instituto del Cáncer Dana-Farber y la Facultad de Medicina de Harvard en Boston, o tratamientos que podrían desarmar las células cancerosas.

RoyaltyStockPhoto/Biblioteca de fotografías científicas RF/Getty Images

La ilustración muestra un tardígrado en su estado inactivo cuando entra en su modo de protección “establecido” contra factores estresantes.

en Hábitats implacables Tan diversos como la Antártida, los picos de las montañas y los respiraderos de aguas profundas, los tardígrados se encuentran Temperatura extrema O la sequía retraerá sus ocho brazos y reducirá la cantidad de agua que almacenan.

Los tardígrados se reducen a una cuarta parte de su tamaño normal. Los invertebrados lineales y algo gruesos se convierten en bolas protectoras y secas en el estado de dibujos animados, donde acechan en entornos que matarían a la mayoría de las otras formas de vida.

Smithers e investigadores de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill y la Universidad Marshall en Huntington, Virginia Occidental, dijeron que comenzaron a investigar este fenómeno gracias a un creciente cuerpo de literatura que sugería que la cisteína estaba involucrada en el desencadenamiento del proceso convulsivo.

“Cuando mirábamos la lista de todas estas locas condiciones en las que los tardígrados pueden sobrevivir (espacio, en el vacío, alta concentración de sal, como cuando el océano comienza a evaporarse), lo único que realmente conectaba todas estas cosas eran las especies reactivas de oxígeno. “, dijo Smithers. “En realidad fue un momento eureka”.

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Durante la última década, los investigadores han comenzado a darse cuenta de que las especies reactivas de oxígeno, los radicales libres que alguna vez se consideraron un gran “problema”, dijo Smithers, pueden ser “realmente importantes para que nuestros cuerpos funcionen y puedan adaptarse a diferentes tensiones”.

Estudios anteriores decían que en lugar de que los radicales libres ayudaran a iniciar el proceso de ajuste como protección contra los factores estresantes, los tardígrados se protegían a sí mismos de los radicales libres. Smithers y sus colegas descubrieron que la producción de radicales libres en el cuerpo es, en cambio, parte del proceso de ayudar al tardígrado a protegerse acurrucándose en una bola dura resistente al calor, frío u otros factores ambientales extremos.

“Se nos ocurrió la idea de que tal vez estas especies estén indicando a los tardígrados que entren en su estado de control”, dijo.

Antes de establecer el proceso más largo utilizado en el estudio, Smithers invitó a una estudiante universitaria para que la ayudara a realizar un experimento rápido y probar su hipótesis inicial sobre las especies reactivas de oxígeno y su papel en el inicio de la formación de tun.

Amanda Smithers

Los invertebrados microscópicos viven en ambientes tan diversos como la Antártida, respiraderos de aguas profundas, cimas de montañas y bosques tropicales. Se muestran dos osos de agua activos.

Smithers le pidió al estudiante que fuera a una farmacia y consiguiera peróxido, un radical libre común. Mientras Smithers miraba el experimento a través de FaceTime, el estudiante dejó caer un poco de peróxido sobre un oso de agua para ver qué pasaba.

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“De repente, comenzó a presionar. Sus piernas comenzaron a entrar en su cuerpo. Comenzó a contraerse. Se convirtió en el lanzamiento perfecto que sabemos que esperábamos”, dijo Smithers.

La investigación no sólo se realiza para descubrir cómo sobreviven los animales en los duros entornos en los que suelen vivir. Smithers dijo que los hallazgos podrían ayudar a los investigadores a desarrollar materiales que puedan responder a condiciones extremas, como diseñar equipos de bomberos que puedan crear una barrera protectora. Cuando las condiciones se vuelven demasiado duras, o el desarrollo de mejores tratamientos de quimioterapia para destruir tumores malignos desactivando las medidas protectoras que dificultan mucho la destrucción de las células cancerosas.

Este hallazgo entusiasma al Dr. William R. Miller, profesor asistente de investigación en la Universidad Baker en Baldwin City, Kansas. Miller, que estudió y escribió sobre los tardígrados, no participó en esta investigación.

“Sería fantástico encontrar otras formas en las que estos mecanismos podrían usarse para controlar el cáncer”, dijo Miller.

Miller dijo que estaba impresionado por la capacidad de Smithers para imaginar formas en que la investigación de los tardígrados podría implementarse en la investigación del cáncer y otros campos. Dijo que se necesita “otro nivel de razón y pensamiento para encontrar la transferencia de una tecnología o un conjunto de cosas a una tecnología que está muy lejana. Necesitamos más de eso”.

Jenna Schnewer Es un escritor, editor y productor de audio independiente en Anchorage, Alaska, que se centra (principalmente) en la ciencia, el arte y los viajes.