Moleculaire sensor maakt waterbeerhardheid mogelijk door kiemrust te activeren

Heruitgegeven door Plato

volgers: 0

tardigrade-microscoop-beeld — Microscoopbeeld van een tardigrade.

De sensor voor vrije radicalen zorgt ervoor dat beerdiertjes in een gedehydrateerde toestand terechtkomen om extreme stress te weerstaan

Tardigrades – winterharde, microscopisch kleine dieren die algemeen bekend staan als ‘waterberen’ – gebruiken een moleculaire sensor die schadelijke omstandigheden in hun omgeving detecteert en hen vertelt wanneer ze in rust moeten gaan en wanneer ze het normale leven moeten hervatten, volgens bevindingen gerapporteerd in een januari-editie van de open -toegang tot dagboek PLoS ONE.

Waterberen staan bekend om hun vermogen om extreme omstandigheden te weerstaan en kunnen bevriezing, straling en omgevingen zonder zuurstof of water overleven. Ze blijven bestaan door inactief te blijven en een tun staat, waarin hun lichaam uitdroogt, hun acht poten zich terugtrekken en hun stofwisseling vertraagt tot bijna niet-detecteerbare niveaus. Voorheen was er weinig bekend over de signalen die water draagt om deze staat binnen te komen en te verlaten.

In de nieuwe studie stelden onderzoekers waterberen bloot aan vriestemperaturen of hoge niveaus van waterstofperoxide, zout of suiker om de kiemrust te veroorzaken. Als reactie op deze schadelijke omstandigheden produceerden de cellen van de dieren schadelijke vrije zuurstofradicalen. De onderzoekers ontdekten dat waterberen een moleculaire sensor gebruiken – gebaseerd op het aminozuur cysteïne – die de dieren signaleert om in de tun-toestand te komen wanneer deze wordt geoxideerd door vrije zuurstofradicalen. Zodra de omstandigheden verbeteren en de vrije radicalen verdwijnen, wordt de sensor niet langer geoxideerd en komen de waterberen uit de rusttoestand. Toen de onderzoekers chemicaliën toepasten die cysteïne blokkeren, konden de waterberen de vrije radicalen niet detecteren en konden ze niet inactief blijven.

Alles bij elkaar geven de nieuwe resultaten aan dat cysteïne een belangrijke sensor is voor het in- en uitschakelen van de slaaptoestand als reactie op meerdere stressoren, waaronder vriestemperaturen, toxines en geconcentreerde niveaus van zout of andere verbindingen in de omgeving. De bevindingen suggereren dat cysteïne-oxidatie een essentieel regulerend mechanisme is dat bijdraagt aan de opmerkelijke winterhardheid van waterberen en hen helpt te overleven in steeds veranderende omgevingen.

De auteurs voegen hieraan toe: “Ons werk laat zien dat de overleving van beerdiertjes onder stressomstandigheden afhankelijk is van omkeerbare cysteïne-oxidatie, waardoor reactieve zuurstofsoorten als sensor dienen om beerdiertjes in staat te stellen te reageren op externe veranderingen.”

Achter de studie staat een team onder leiding van Derrick RJ Kolling van Marshall University en Leslie M Hicks van de Universiteit van North Carolina in Chapel Hill.