Исследование раскрывает секрет самого живучего организма в мире

Новое исследование учёных из Корнеллского университета объясняет, как самая живучая в мире бактерия выживает после смертельных доз радиации.

Бактерия Deinococcus radiodurans, занесённая в Книгу рекордов Гиннесса как «самая живучая бактерия в мире», может выдерживать экстремальные температуры, засуху, отсутствие питательных веществ и в тысячу раз большую дозу радиации, чем человек.

Новое исследование показывает, что ключевую роль в восстановлении D. radiodurans после воздействия ультрафиолетового излучения (UV) играет оксид азота — газ, участвующий во многих метаболических процессах у животных и являющийся загрязнителем атмосферы, приводящим к смогу.

Исследование, опубликованное 19 октября в Proceedings of the National Academy of Sciences, может иметь значение для понимания роли оксида азота как сигнальной молекулы у млекопитающих (клеточная коммуникация, расширение сосудов, активация иммунитета), в реакции бактерий на антибиотики и в вопросах безопасности пищевых продуктов, так как D. radiodurans иногда обнаруживается в консервах. Этот организм также изучается для очистки окружающей среды от радиации и токсичных химикатов.

Брайан Крейн, доцент химии и химической биологии, и его коллеги обнаружили у D. radiodurans ген, который при облучении UV увеличивает выработку фермента, ответственного за создание оксида азота. Затем они создали бактерии без этого гена. После облучения эти модифицированные бактерии восстанавливали повреждения, но не могли расти и размножаться.

«Бактерии становятся гораздо более чувствительными к радиационному повреждению, когда оксида азота нет», — сказал Крейн, старший автор статьи. «Если заблокировать сигнал оксида азота, клетка восстановится, но не будет делиться».

Кроме того, исследователи с удивлением обнаружили, что удаление оксида азота повышает чувствительность к радиации, но не влияет на способность бактерий противостоять другим стрессовым факторам, включая окислительное повреждение, ведущее к образованию токсичных свободных радикалов.

Также выяснилось, что в норме существует временной лаг: облучение запускает репарацию клетки, но для выработки оксида азота, который затем активирует ген, участвующий в пролиферации клеток и стрессовых ответах, требуется несколько часов. «Оксид азота, по-видимому, координирует этот рост, но любопытно, что бактерии ждут, пока восстановятся, чтобы начать расти», — сказал Крейн. «Мы не знаем, почему это работает именно так, но есть аналогии в человеческих клетках. Возможно, существуют родственные пути контроля роста клеток у животных».