Para ilmuwan baru-baru ini menguraikan bahan utama dalam gudang senjata superpower tardigrades, mengungkap bagaimana protein unik dalam beruang mikroskopis air favorit semua orang bertindak sebagai penghalang terhadap radiasi berbahaya.
Meskipun kecil, tardigrade terkenal tangguh. Mereka dapat menghadapi kondisi ekstrem yang akan membunuh sebagian besar bentuk kehidupan, termasuk terpapar dingin yang membekukan, panas yang menyengat, dan ruang hampa serta radiasi mematikan di angkasa.
Tapi apa rahasia kimianya yang membuat tardigrades nyaris tidak kebal? Untuk menjawab pertanyaan itu, para peneliti mengamati dengan seksama pada senyawa yang hanya ditemukan dalam tardigrades: protein pencegah kerusakan, atau Dsup.
Kekuatan protektif protein ini sebelumnya ditemukan melampaui tardigrades; ketika ditambahkan ke sel manusia, perlindungan Dsup terhadap kerusakan akibat sinar-X. Dan sekarang, para ilmuwan telah menemukan bagaimana Dsup berikatan dengan struktur kromosom dan melindungi DNA dari efek radiasi yang berbahaya, para peneliti melaporkan dalam sebuah studi baru.
"Kami pikir protein yang menakjubkan ini dalam organisme ekstrim mungkin memberi tahu kita sesuatu yang baru yang tidak akan kita dapatkan dari protein biasa," kata rekan penulis studi James Kadonaga, seorang profesor dengan Divisi Ilmu Biologi di University of California, San Diego .
Meskipun tardigrades mungkin tampak tidak dapat dihancurkan, mereka membutuhkan air agar dapat aktif dan bereproduksi. Dalam ketiadaan air, mereka mundur ke dalam bentuk animasi yang ditangguhkan yang disebut kondisi tun, mengeluarkan uap air dari tubuh mereka dan ada dalam limbo kering sampai kondisi yang lebih ramah kembali.
Sebagai tunas, tardigrades tahan terhadap sebagian besar bentuk bahaya dan bahkan dapat dihidupkan kembali setelah beberapa dekade, bahkan mungkin setelah menghabiskan waktu di bulan. Ribuan lagu mungkin telah tersebar di permukaan bulan setelah pendarat bulan Israel Beresheet (yang membawa muatan beruang air kering) jatuh pada 11 April saat upaya pendaratan gagal. Dalam kondisi tertentu, jika mereka selamat dari pendaratan darurat, tardigrades kering-beku itu masih bisa hidup kembali, Live Science sebelumnya melaporkan.
Tampaknya tidak bisa dihancurkan
Beberapa protein yang memungkinkan tardigrade untuk hidup kembali setelah dikeringkan ditemukan pada organisme lain, tetapi Dsup eksklusif untuk beruang air. Dan sementara penelitian sebelumnya menemukan bahwa protein ini membuat sel manusia resisten terhadap radiasi sinar-X, mekanisme bagaimana Dsup melakukannya tidak pasti.
Dalam studi baru, para peneliti menemukan bahwa Dsup berikatan dengan struktur yang disebut kromatin, paket yang menyimpan untaian panjang sel sel dalam paket padat, kata Kadonaga kepada Live Science.
"Kami menemukannya mengikat ke kromatin. Lalu kami bertanya, 'Bagaimana itu membuatnya tahan terhadap sinar-X?'" Katanya.
Ketika sel-sel dimandikan dalam sinar-X, molekul-molekul air membelah dan membentuk partikel oksigen dan hidrogen yang sangat reaktif yang disebut radikal hidroksil; Radikal ini dapat merusak DNA di dalam sel, menurut penelitian.
"Kami berpikir, 'Mengapa kita tidak melihat apakah Dsup dapat melindungi DNA dari radikal hidroksil?' Dan jawabannya adalah ya, itu bisa, "Kadonaga menjelaskan. Dsup berenergi tinggi memiliki struktur seperti awan; awan mengelilingi sel kromatin DNA, menghalangi radikal hidroksil dan mencegahnya mengganggu DNA sel, para peneliti melaporkan.
"Sekarang kita tahu cara kerjanya, itu batu loncatan untuk berpotensi menggunakannya untuk aplikasi praktis," kata Kadonaga.
Dengan menyatukan bagaimana fungsi Dsup pada tingkat yang lebih tepat, para ilmuwan kemudian dapat menggunakannya sebagai cetak biru untuk membangun jenis protein lain - "versi Dsup yang lebih baik" - yang bahkan lebih efektif dalam melindungi sel dari kerusakan DNA, kata Kadonaga. . Protein-protein baru ini mungkin tidak akan digunakan untuk menghasilkan orang yang tahan radiasi, tetapi mereka dapat meningkatkan kekerasan sel yang dikultur yang digunakan untuk menanam obat-obatan, tambahnya.
"Anda dapat memiliki sel yang lebih tahan lama, sel yang lebih tahan lama. Itu mungkin menjadi kasus untuk menempatkan beberapa bentuk Dsup dalam sel itu," katanya.
Temuan ini dipublikasikan secara online Selasa (1 Oktober) di jurnal eLife.
