Molekularer Sensor ermöglicht Wasserbärenhärte durch Auslösen der Ruhephase

Neuauflage von Plato

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Bärtierchen-Mikroskopbild — Mikroskopaufnahme eines Bärtierchens.

Der Sensor für freie Radikale veranlasst Bärtierchen, in einen dehydrierten Zustand überzugehen, um extremen Belastungen standzuhalten

Bärtierchen – robuste, mikroskopisch kleine Tiere, die gemeinhin als „Wasserbären“ bekannt sind – verwenden einen molekularen Sensor, der schädliche Bedingungen in ihrer Umgebung erkennt und ihnen sagt, wann sie in den Ruhezustand gehen und wann sie ihr normales Leben wieder aufnehmen sollen, so die Ergebnisse, die in einer Januarausgabe der Open veröffentlicht wurden -Zugriff auf das Journal PLoS ONE.

Wasserbären sind bekannt für ihre Fähigkeit, extremen Bedingungen standzuhalten und können Frost, Strahlung und Umgebungen ohne Sauerstoff oder Wasser überleben. Sie bleiben bestehen, indem sie in den Ruhezustand verfallen und in eine eintreten tun ZustandDabei dehydrieren ihre Körper, ihre acht Beine ziehen sich zurück und ihr Stoffwechsel verlangsamt sich auf ein fast nicht mehr wahrnehmbares Niveau. Bisher war wenig darüber bekannt, was Wasserbären signalisiert, diesen Zustand zu betreten und zu verlassen.

In der neuen Studie setzten Forscher Wasserbären eisigen Temperaturen oder hohen Konzentrationen an Wasserstoffperoxid, Salz oder Zucker aus, um die Ruhephase auszulösen. Als Reaktion auf diese schädlichen Bedingungen produzierten die Zellen der Tiere schädliche freie Sauerstoffradikale. Die Forscher fanden heraus, dass Wasserbären einen molekularen Sensor – basierend auf der Aminosäure Cystein – verwenden, der den Tieren signalisiert, in den Tun-Zustand zu wechseln, wenn dieser durch freie Sauerstoffradikale oxidiert wird. Sobald sich die Bedingungen verbessern und die freien Radikale verschwinden, wird der Sensor nicht mehr oxidiert und die Wasserbären erwachen aus der Ruhephase. Als die Forscher Chemikalien einsetzten, die Cystein blockieren, konnten die Wasserbären die freien Radikale nicht erkennen und konnten nicht in den Ruhezustand übergehen.

Insgesamt deuten die neuen Ergebnisse darauf hin, dass Cystein ein Schlüsselsensor für das Ein- und Ausschalten der Ruhephase als Reaktion auf mehrere Stressfaktoren ist, darunter Gefriertemperaturen, Toxine und konzentrierte Mengen an Salz oder anderen Verbindungen in der Umwelt. Die Ergebnisse legen nahe, dass die Cysteinoxidation ein wichtiger Regulierungsmechanismus ist, der zur bemerkenswerten Widerstandsfähigkeit der Wasserbären beiträgt und ihnen hilft, in sich ständig verändernden Umgebungen zu überleben.

Die Autoren fügen hinzu: „Unsere Arbeit zeigt, dass das Überleben von Bärtierchen unter Stressbedingungen von der reversiblen Cysteinoxidation abhängt, durch die reaktive Sauerstoffspezies als Sensor dienen, der es Bärtierchen ermöglicht, auf äußere Veränderungen zu reagieren.“

Hinter der Studie steht ein Team unter der Leitung von Derrick RJ Kolling von der Marshall University und Leslie M Hicks von der University of North Carolina in Chapel Hill