Tardigrades, ook bekend als waterberen of mos-biggen, hebben de afgelopen jaren veel aandacht gekregen voor hun taaiheid. Het kan temperaturen tot 212 graden Fahrenheit en 459 graden onder nul overleven. Ze kunnen tot tien dagen kosmische straling weerstaan terwijl ze in de ruimte zweven. En het meest indrukwekkend is dat ze in droge omstandigheden hun acht benen kunnen trekken en in hun lichaam kunnen trekken, een bal kunnen maken en meer dan tien jaar kunnen verschrompelen. Gedurende deze tijd kunnen ze hun metabolisme tot bijna niets verminderen - maar met een beetje water komen ze weer tot leven. Nu denken onderzoekers eindelijk te hebben ontdekt hoe tardigrades die indrukwekkende truc uitvoeren. Ze publiceerden vorige week onderzoek in het tijdschrift Molecular Cell .
Wetenschappers geloofden eerder dat tardigrades uitdroging overleven door een suiker genaamd trehalose te gebruiken die wordt gevonden in andere wezens die een dergelijke prestatie kunnen voltooien, waaronder pekelkreeftjes, gist en boomkikkers. Maar de wezens bevatten geen detecteerbare sporen van de verbinding. Dus besloten Thomas Boothby, een postdoctorale fellow aan de Universiteit van North Carolina, Chapel Hill, en zijn collega's dieper in het mysterie van de tardigrade te graven.
Zoals Nicholas St. Fleur bij The New York Times meldt, onderzocht het team de genen die actief zijn wanneer tardigrades opdrogen, een staat genaamd anhidrose. Ze plaatsten de mos-biggen in een vochtigheidskamer en verminderden langzaam het vocht totdat de tardigrades in hun uitgedroogde toestand gingen, waarbij een vijver of plas opdroogde.
Wat ze ontdekten, is dat drogen genen activeert die een reeks eiwitten produceren die ze tardigrade-specifieke intrinsiek gestoorde eiwitten of TDP's noemen. Die eiwitten inkapselen moleculen in tardigrade-cellen met een glasachtige vaste structuur waarmee ze kunnen uitdrogen.
"We denken dat dit glazige mengsel [andere] uitdrogingsgevoelige eiwitten en andere biologische moleculen opsluit en ze op hun plaats vergrendelt, waardoor ze fysiek niet kunnen uitvouwen, uiteenvallen of samenvoegen, " vertelt Boothby Andy Coughlan van New Scientist .
Intrinsiek ongeordende eiwitten zijn echter een beetje ongewoon, legt Madeline K. Sofia uit bij NPR. In tegenstelling tot andere eiwitten hebben ze geen vaste driedimensionale structuur. Boothby beschrijft ze aan Sofia als "wiggly spaghetti springs waar ze voortdurend van vorm veranderen." Wanneer de eiwitten in contact komen met vloeistof, smelten ze weg, waardoor de tardigrade zijn vrolijke weg kan vervolgen.
Toen ze het gen verwijderden van de tardigrades die codeerden voor deze eiwitten, deden de wezens het niet zo goed tijdens het droogproces. Toen ze het gen aan gisten en bacteriën toevoegden, konden die organismen echter drogen zoals waterberen, overleven.
Boothby vertelt Sofia dat er praktische toepassingen uit de studie te halen zijn. Hij wijst er bijvoorbeeld op dat veel op eiwit gebaseerde geneesmiddelen en vaccins onstabiel zijn en gekoeld moeten worden. Door ze te stabiliseren met TDP's kunnen ze bij kamertemperatuur over de hele wereld worden opgeslagen en verzonden. "Dit kan ons helpen de afhankelijkheid van de koelketen te doorbreken, een enorme economische en logistieke hindernis om medicijnen te krijgen voor mensen in afgelegen of zich ontwikkelende delen van de wereld", vertelt hij aan Coughlan.
Er kunnen ook andere toepassingen zijn, meldt George Dvorsky bij Gizmodo, zoals het ontwikkelen van voedselgewassen die TDP's kunnen gebruiken om droogte te overleven. Hij speculeert ook dat het (misschien) uiteindelijk bij mensen zou kunnen worden gebruikt. Zo'n prestatie zou bijvoorbeeld kolonisten op Mars kunnen helpen lange stukken te overleven zonder water.
