Il segreto dei tardigradi per sopravvivere negli ambienti estremi / The secret of tardigrades to survive in extreme environments.

Il segreto dei tardigradi per sopravvivere negli ambienti estremi / The secret of tardigrades to survive in extreme environments.


Segnalato dal Dott. Giuseppe Cotellessa / Reported by Dr. Joseph Cotellessa


I tardigradi, chiamati anche "orsetti d'acqua" a causa della loro buffa andatura, sono microscopici invertebrati acquatici famosi per le loro straordinarie capacità di sopravvivenza. 

Quando Ramazzottius variornatus, di cui ora è stato sequenziato il genoma, incontra condizioni ambientali estremamente secche, l'acqua contenuta nel suo corpo diminuisce fino ad arrivare al 2,5 per cento del peso originale.

L'animale così disidratato non dà segni di vita, ma può ritornare in attività se lo si immerge nell'acqua. Il video mostra la diminuzione delle dimensioni corporee dell'animale per effetto della disidratazione e della successiva reidratazione 


Il sequenziamento genico di una specie di tardigradi ha identificato un gene responsabile dell'incredibile capacità di questi microscopici invertebrati di sopportare condizioni di estrema disidratazione ed esposizione ai raggi X. In prospettiva, il risultato potrebbe essere sfruttato per proteggere i soggetti particolarmente esposti alle radiazioni, come i lavoratori delle centrali nucleari.


I tardigradi sono un phylum di microscopici invertebrati acquatici - le dimensioni medie sono intorno a un millimetro - che comprende circa un migliaio di specie, tutte dotate di una capacità straordinaria: sopravvivere in condizioni ambientali estreme, compreso il vuoto spaziale, senza subirne gli effetti devastanti.

Un gruppo di ricercatori dell'Università di Tokyo guidati da Takekazu Kunieda ha ora sequenziato il DNA della specie Ramazzottius variornatus, identificando un gene che codifica per una proteina che riesce a dare anche a cellule umane in coltura la resistenza ai danni al DNA dovuti all'esposizione ai raggi X.

La capacità di sopravvivenza dei tardigradi - detti anche "orsetti d'acqua" a causa della loro buffa andatura - interessa i biologi da molti anni. Il primo sequenziamento genomico, condotto nel 2015 sulla specieHypsibius dujardini da una collaborazione statunitense, ha rivelato che nel corso dell'evoluzione è avvenuto uno scambio di geni con animali di specie differenti, secondo un meccanismo noto come trasferimento genico.

In questo studio 
Kunieda e colleghi non hanno trovato prove di un esteso trasferimento genico ma hanno scoperto la presenza di molti geni responsabili della tolleranza ad ambienti stressanti. In particolare, ne hanno identificato uno che codifica per una proteina, denominata Dsup, che probabilmente si trova solo nei tardigradi. Legandosi al DNA, essa ne evita la rottura provocata dalle radiazioni e dalla disidratazione.

“Riteniamo 
che la tolleranza nei confronti dei raggi X sia un effetto secondario dell'adattamento dell'animale alla disidratazione estrema”, ha spiegato Kunieda.

Un test ha confermato il ruolo protettivo della proteina Dsup: inserita in cellule umane in coltura, ha ridotto del 40 per cento il danno indotto dall'esposizione ai raggi X.

“La protezione e la riparazione del DNA è una componente fondamentale di tutte le cellule ed è un aspetto cruciale in molte malattie umane, compresi i tumori, e nell'invecchiamento”, ha spiegato Ingemar Jönsson, della Kristianstad Universit, in Svezia. “I risultati di questo studio sono quindi molto interessanti per la ricerca biomedica”.

Kunieda e colleghi sperano che la scoperta della proteina dei tardigradi possa un giorno essere sfruttata per proteggere esseri viventi particolarmente esposti alle radiazioni, per esempio chi lavora in impianti nucleari, oppure le colture agricole che devono crescere in ambienti estremi, per esempio in una futura colonizzazione di Marte.

ENGLISH

The tardigrades, also called "water bears" because of their funny gait, are microscopic aquatic invertebrates famous for their extraordinary ability to survive.

When Ramazzottius variornatus, which has now been sequenced the genome, meets extremely dry environmental conditions, the water in his body decreases up to the 2.5 percent of the original weight.

The animal so dehydrated no signs of life, but may return to work if they are immersed in water. The video shows the decrease in the animal's body size due to the dehydration and subsequent rehydration


Gene sequencing of a species of tardigrades have identified a gene responsible for the incredible ability of these microscopic invertebrates to withstand conditions of extreme dehydration and exposure to X-rays Looking ahead, the result could be used to protect individuals particularly exposed to radiation, such as nuclear power plants workers.


The tardigrades are a phylum of microscopic aquatic invertebrates - the average size is around a millimeter - which includes about a thousand species, all with an extraordinary capacity to survive in extreme environmental conditions, including the vacuum of space without suffering the devastating effects .

A group of researchers at the University of Tokyo led by Takekazu Kunieda has now sequenced the DNA of Ramazzottius variornatus species, identifying a gene that encodes a protein that is able to also give to cultured human cell resistance to DNA damage due to ' X-ray exposure

The tardigrades survivability - also known as "water bears" because of their funny gait - interested biologists for many years. The first genomic sequencing, conducted in 2015 on specieHypsibius dujardini by a US partnership, revealed that in the course of evolution has taken place an exchange of genes with different animal species, according to a mechanism known as gene transfer.

In this study
Kunieda and colleagues found no evidence of a widespread gene transfer but have discovered the presence of many genes responsible for tolerance to stressful environments. In particular, they have identified one that encodes a protein called Dsup, who probably found only in tardigrades. By binding to DNA, it prevents breakage caused by radiation and dehydration.

"We believe
that the tolerance of X-rays is a side effect of the animal adaptation to extreme dehydration, "said Kunieda.

A test confirmed the protective role of protein Dsup: inserted in human cells in culture, has reduced by 40 percent the damage induced by exposure to X-rays

"The protection and repair of DNA is a crucial component of all cells and is crucial in many human diseases, including cancer, and aging," explained Ingemar Jönsson of Kristianstad University in Sweden. "The results of this study are therefore very interesting for biomedical research."

Kunieda and colleagues hope that the discovery of tardigrades protein could one day be used to protect living beings particularly exposed to radiation, for example those working in nuclear facilities, or agricultural crops that need to grow in extreme environments, for example in a future settlement of Mars.



Da:

http://www.lescienze.it/news/2016/09/21/news/tardigradi_genoma_resistenza_condizioni_estreme-3242354/

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