Молекулярный сенсор позволяет тихоходкам выживать в экстремальных условиях, запуская состояние покоя
Тихоходки — микроскопические животные, известные своей устойчивостью к экстремальным условиям, — используют молекулярный сенсор для обнаружения вредных факторов окружающей среды. Этот сенсор сообщает им, когда следует перейти в состояние покоя (тун), а когда вернуться к активной жизни. К такому выводу пришла группа учёных под руководством Деррика Р. Дж. Коллинга из Университета Маршалла и Лесли М. Хикс из Университета Северной Каролины в Чапел-Хилл. Результаты исследования опубликованы в открытом журнале PLOS ONE.
Тихоходки способны выживать при замораживании, воздействии радиации, а также в среде без кислорода или воды. Они впадают в состояние покоя (тун), при котором их тело обезвоживается, восемь ног втягиваются, а метаболизм замедляется до почти неопределяемого уровня. Ранее было мало известно о сигналах, которые заставляют тихоходок входить в это состояние и выходить из него.
В новом исследовании учёные подвергали тихоходок воздействию низких температур, высоких концентраций перекиси водорода (H2O2), соли или сахара, чтобы вызвать состояние покоя. В ответ на эти вредные условия в клетках животных образовывались активные формы кислорода (свободные радикалы).
Исследователи обнаружили, что тихоходки используют молекулярный сенсор на основе аминокислоты цистеин. Когда этот сенсор окисляется свободными радикалами, он сигнализирует животным о необходимости перейти в состояние туна. Как только условия улучшаются и свободные радикалы исчезают, окисление сенсора прекращается, и тихоходки выходят из состояния покоя.
Когда учёные применяли химические вещества, блокирующие цистеин, тихоходки не могли обнаружить свободные радикалы и не впадали в состояние покоя.
Полученные результаты показывают, что цистеин является ключевым сенсором, который включает и выключает состояние покоя в ответ на различные стрессоры: замораживание, токсины, высокие концентрации соли или других соединений. Окисление цистеина — это важный регуляторный механизм, который вносит вклад в невероятную выносливость тихоходок и помогает им выживать в изменяющихся условиях.
Авторы добавляют: «Наша работа показывает, что выживаемость тихоходок в стрессовых условиях зависит от обратимого окисления цистеина, при котором активные формы кислорода служат сенсором, позволяющим тихоходкам реагировать на внешние изменения».