Вокруг тихоходок витает множество тайн о их неуязвимости. Генетический анализ этих крошечных животных, известных как водяные медведи, помогает проникнуть в тайну их способности - спокойно переносить жажду - и расположить их на древе жизни.
Для большинства животных обезвоживание - синоним катастрофы. Клеточные мембраны без воды стискиваются, чтобы удерживать форму клетки, - и потому умирают. Но для двух видов тихоходок, чей геном изучали в новом исследовании - Hypsibius dujardini и Ramazzottius varieornatus - отсутствие воды абсолютно не фатально.
В команду входили Макс Блэкстер из Университета Эдинбурга, СК, и Казухару Аракава из Университета Кейо в Токио. Они подтвердили, что эти два вида вырабатывают свойственные только тихоходкам белки. Они помогают мембранам клетки “держать форму” даже когда в ней нет воды, и таким образом избегать разрушения. Но одной из двух тихоходок для этого требуется фора.
“Стратегии абсолютно идентичны, но H. dujardini нужно “предупредить” за 24 часа, чтобы выработать этот белок. Вторая, Ramazzottius, вырабатывает его постоянно”, - говорит Блэкстер.
Эта разница связана с разной скоростью наступления дегидратации. R. varieornatus часто находят во мху на дорогах - дегидратация у них наступает за 30 минут. H. dujardini живет в водоемах; дегидратация наступает после 24-48 часов жажды. Но исследования генома показали, что у этих двоих есть почти идентичный набор генов, который активируется, когда вода исчезает, - говорит Аракава. - Вопрос только в том, как эти гены регулируются”.
“Тихоходки - наглядный пример того, как можно разрешать некоторые фундаментальные биологические проблемы; например, как защитить структуру обезвоженной клетки - и ДНК, - говорит Ингемар Джёнсон из Университета Кристинстад в Швеции. - Мы можем научиться многому у этих животных, и, естественно, развить с их помощью медицину и биотехнологии”
Блэкстер и Аракава считают, что раскрытие тайн выживания тихоходок в безводных условиях может оказаться чрезвычайно ценным. Например, с их помощью наука сможем понять, как хранить и транспортировать вакцины. На данный момент хранение некоторых вакцин требует условий с низкой температурой и криогенной заморозки.
Если удастся создать технологии, работающие по принципу работы генома водяных медведей, вакцины можно будет просто высушивать и хранить при комнатной температуре.
Эта новая научная работа может и помочь разрешить споры о том, кто же такие тихоходки. “У них восемь маленьких ног, нервная система похожа на нервную систему членистоногих, но пищеварительная система выглядит, как у нематодов”, - говорит Блэкстер.
Исследования показали: ближе всего тихоходки находятся к нематодам, несмотря на то, что их внешнее сходство с членистоногими потрясающе. Подтверждением тому стали Hox-гены тихоходок и некоторых их дальних родственников. У тихоходок нет пятерых таких генов - как и у нематодов.
Тем не менее, существуют другие тайны тихоходок - и их еще предстоит исследовать: как эти животные выживают при очень низкой температуре, высоком уровне радиации и даже в космосе?