Cảm biến phân tử giúp gấu nước có độ cứng bằng cách kích hoạt trạng thái ngủ

Được xuất bản lại bởi Plato

Người theo dõi: 0

hình ảnh kính hiển vi tardigrade — Hình ảnh kính hiển vi của tardigrade.

Cảm biến gốc tự do kích hoạt gấu nước chuyển sang trạng thái mất nước để chịu được áp lực cực độ

Tardigrades – loài động vật cực nhỏ, khỏe mạnh thường được gọi là “gấu nước” – sử dụng cảm biến phân tử để phát hiện các điều kiện có hại trong môi trường của chúng, cho chúng biết khi nào nên đi ngủ và khi nào trở lại cuộc sống bình thường, theo kết quả được báo cáo trong ấn bản tháng 1 của tạp chí mở. -truy cập tạp chí PLoS ONE.

Gấu nước nổi tiếng với khả năng chịu đựng những điều kiện khắc nghiệt, có thể sống sót trong thời tiết lạnh giá, bức xạ và môi trường không cần oxy hay nước. Họ kiên trì bằng cách ngủ yên và bước vào một điều chỉnh trạng thái, trong đó cơ thể chúng bị mất nước, tám chân rút lại và quá trình trao đổi chất của chúng chậm lại đến mức gần như không thể phát hiện được. Trước đây, người ta biết rất ít về những tín hiệu nào cho thấy gấu nước ra vào trạng thái này.

Trong nghiên cứu mới, các nhà nghiên cứu đã cho gấu nước tiếp xúc với nhiệt độ đóng băng hoặc nồng độ hydrogen peroxide, muối hoặc đường cao để kích hoạt trạng thái ngủ đông. Để đối phó với những điều kiện có hại này, tế bào của động vật đã tạo ra các gốc oxy tự do gây hại. Các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng gấu nước sử dụng một cảm biến phân tử dựa trên axit amin cysteine, tín hiệu cho động vật chuyển sang trạng thái điều chỉnh khi nó bị oxy hóa bởi các gốc tự do oxy. Khi các điều kiện được cải thiện và các gốc tự do biến mất, cảm biến không còn bị oxy hóa nữa và gấu nước sẽ thoát ra khỏi trạng thái ngủ đông. Khi các nhà nghiên cứu áp dụng các hóa chất ngăn chặn cysteine, gấu nước không thể phát hiện ra các gốc tự do và không thể ngủ đông.

Nhìn chung, các kết quả mới chỉ ra rằng cysteine là cảm biến quan trọng để bật và tắt trạng thái ngủ nhằm phản ứng với nhiều yếu tố gây căng thẳng, bao gồm nhiệt độ đóng băng, chất độc và nồng độ muối hoặc các hợp chất khác trong môi trường. Các phát hiện cho thấy quá trình oxy hóa cysteine là một cơ chế điều hòa quan trọng góp phần tạo nên sức chịu đựng vượt trội của gấu nước và giúp chúng tồn tại trong môi trường luôn thay đổi.

Các tác giả cho biết thêm: “Nghiên cứu của chúng tôi cho thấy rằng khả năng sống sót của tardigrade trong điều kiện căng thẳng phụ thuộc vào quá trình oxy hóa cysteine thuận nghịch, qua đó các loại oxy phản ứng đóng vai trò là cảm biến giúp tardigrades phản ứng với những thay đổi bên ngoài”.

Đằng sau nghiên cứu này là một nhóm do Derrick RJ Kolling của Đại học Marshall và Leslie M Hicks của Đại học Bắc Carolina tại Đồi Chapel dẫn đầu.