Ondanks hun kleine gestalte en hun schattige bijnamen - moss biggen, waterberen - heeft de vasthoudende tardigrade een aantal geweldige mogelijkheden. Bekend als een van de moeilijkst bekende vormen van leven, kan tardigrates uitdroging, dodelijke straling en zelfs het vacuüm van de ruimte overleven. Nu beginnen onderzoekers eindelijk de genetische basis van tardigrade superkrachten te plagen.
gerelateerde inhoud
- King of The Mud Dragons
In 2015 suggereerde een studie gepubliceerd in de Proceedings van de National Academy of Sciences dat sommige van hun superkrachten zouden kunnen komen van een andere vreemde prestatie van het microscopische wezen: DNA-diefstal. De onderzoekers bepaalden de sequentie van het genoom van een tardigrade-soort en ontdekten dat ongeveer een zesde van het DNA (ongeveer 6600 genen) afkomstig leek te zijn van andere organismen, voornamelijk bacteriën. Men dacht dat deze stukjes DNA werden opgepikt door het proces van zogenaamde horizontale gentransfers, wat gebruikelijk is bij bacteriën en andere microben (wetenschappers hebben pas recent ontdekt dat sommige dieren dit ook kunnen doen).
"Als ze DNA kunnen verkrijgen van organismen die al in stressvolle omgevingen leven, kunnen ze misschien dezelfde trucjes oppikken", vertelde onderzoeker Thomas Boothby, een postdoctorale fellow voor Life Sciences aan de University of North Carolina, Chapel Hill, aan Smithsonian. com in 2015.
Maar slechts een week nadat het was gepubliceerd, werd de studie geconfronteerd met een sterke oppositie. Een andere groep tardigrade-onderzoekers beweerde dat veel van het zogenaamd "gestolen" DNA waarschijnlijk afkomstig was van besmetting van de monsters van bacteriën die naast de tardigrades leefden. "Biologisch is er geen sprake van, deze kunnen deel uitmaken van hetzelfde genoom, " vertelde geneticus Mark Blaxter in 2015 aan Ed Yong van de Atlantische Oceaan .
Nu zijn Blaxter en zijn team terug met een nieuwe analyse van het tardigrade-genoom, gepubliceerd in het tijdschrift PLOS Biology. "Ik ben al twee decennia gefascineerd door deze kleine, innemende dieren", zegt Blaxter in een verklaring. "Het is geweldig om eindelijk hun ware genomen te hebben en ze te begrijpen."
Deze nieuwste studie vergelijkt de genomen van twee tardigrade-soorten: Hypsibius dujardini en Ramazzottius varieornatus. Hoewel het onderzoek verwijst naar enkele van de redenen achter tardigrade superkrachten, werpt het ook licht op hoe weinig we weten over deze aanpasbare critter.
De belangrijkste superkracht waarop de onderzoekers zich richtten, was hoe de wezens jarenlang kunnen opdrogen. Voor het meeste leven betekent uitdroging de dood. Dus het team onderzocht genen die worden geactiveerd onder droge omstandigheden en ontdekte een reeks eiwitten die lijken op te vullen voor water verloren in tardigrade-cellen. Door de plaats van de ontbrekende watermoleculen in te nemen, voorkomen de eiwitten dat de celstructuren instorten en laat het kleine tardigrade zichzelf herleven wanneer water terugkeert.
De nieuwste studie geeft ook aanwijzingen over hoe tardigrades zijn ontstaan. Eerder dachten wetenschappers dat tardigrades nauw verwant kunnen zijn aan het phylum van geleedpotigen, waaronder insecten en spinnen. Maar deze laatste studie suggereert sterk dat tardigrades eigenlijk nauwer verwant zijn met nematoden, ook wel rondwormen genoemd. De onderzoekers onderzochten een set genen die de lay-out bepalen van een embryo genaamd "HOX-genen". Ze ontdekten dat, net als bij aaltjes, beide tardigrade vijf gemeenschappelijke genen uit deze set missen.
Wat betreft de controverse over hoeveel genoverdracht echt plaatsvindt? Het lijkt nu grotendeels te zijn geregeld, meldt Tina Hesman Saey van Science News. "De analysemethoden van de auteurs en hun methoden om schoon DNA te krijgen, zijn zeker een verbetering ten opzichte van onze eigen eerdere methoden, " vertelt Bob Goldstein, die toezicht hield op het onderzoek van Boothby in 2015, tegen Saey.
Maar het debat over tardigrades verbazingwekkende superkrachten en waar ze thuishoren in de boom van het leven is nog lang niet beslist. Zijn tardigrades nauwer verwant aan geleedpotigen of nematoden? "Het is nog steeds een open vraag", zegt fylogeneticus Max Telford tegen Saey.
Desondanks hoopt Blaxter dat de tardigrade-genomen van zijn team de verwarde relaties van tardigrade zullen blijven plagen en zullen helpen bij de ontwikkeling van nuttige toepassingen voor de superkrachten van de wezens. "Dit is nog maar het begin", zegt Blaxter in een verklaring. "Met de DNA-blauwdruk kunnen we nu ontdekken hoe tardigrades extreme vormen weerstaan, en misschien hun speciale eiwitten gebruiken in biotechnologie en medische toepassingen."
