В то время как большинство бактерий увядает в беспризорных рентгеновских лучах, другие могут впитать огромные дозы атомной радиации без проблемы. Неравенство не имеет никакого отношения, как бактерии защищают свою ДНК, как большинство исследователей думало. Вместо этого согласно новому исследованию, что имеет значение, то, как они ограждают свои протеины. Понимание бросает вызов стандартному пониманию радиационного поражения, намекает на новые пути к радиоактивным отходам очистки и предлагает надежду на более безопасные формы радиотерапии.
Если существует супергерой бактериального мира, это – Deinococcus radiodurans. Имя бактерии – примерно переведенный как «странная ягода, противостоящая радиации» – говорит все это: жук может пережить дозы радиации до 10 000 Серых (Gy) – уровень, летальный другим бактериям и действительно большинству клеток в целом. (Люди проверяют в 10 Гр).
Как делает D. radiodurans, делают это? Радиационные поражения ДНК различных бактериальных разновидностей к тому же градусу, объясняет Майкл Дэли, радиационный биолог в Объединенном университете медицинских наук в Молитвенном доме, Мэриленд, таким образом, супержук должен защищать некоторую другую систему, критически важную по отношению к ее выживанию.Предыдущая работа Дэли предложила, чтобы протеины систем репарации ДНК radioduran D. работали намного более эффективно, чем те у чувствительных бактерий.
Он подозревал, что различие могло бы иметь некоторое отношение к металлическому марганцу, в 300 раз более изобилующему стойкими бактериальными разновидностями, чем в чувствительных. В новом исследовании бригада Дэли исследовала способность марганца очистить повреждающие свободные радикалы, созданные радиацией. Исследователи обнаружили основанный на марганце химический комплекс в D. radiodurans, который инактивировал свободные радикалы, повреждающие протеины, но не тех, которые вредят хромосомной ДНК. «Протеины у чувствительных бактерий намного более чувствительны к радиации, чем ДНК», говорит Дэли, бригада которого сообщает о своих результатах в апрельском выпуске Биологии PLoS. «Если Вы можете защитить протеины от радиации, Вы находитесь в хорошем положении для восстановления».
Бригада частично очистила марганцевый комплекс и надеется найти способ поставить его во множество типов клетки. Исследователи биоисправления могли бы быть в состоянии добавить его к микроорганизмам для лучше очистки токсичных отходов, питающих радиоактивный материал, например.
И надежды Дэли комплекс могли также повысить радиационное сопротивление клеток человека, ускорив восстановление для пациентов в радиотерапии.«Представленные идеи отличаются радикально от взглядов господствующей тенденции относительно бактериальной радиорезистентности», говорит Джон Баттиста, микробиолог в Университете штата Луизиана в Батон-Руже.
Несмотря на то, что больше экспериментов необходимо, Баттиста говорит, что исследование указывает, что «остальная часть нас искала ответы на радиорезистентность путем изучения неправильной цели». Однако, Дэвид Тэлер, микробиолог в Рокфеллеровском университете в Нью-Йорке, предлагает, чтобы марганец мог бы иметь вторую роль улучшения способности определенных протеинов восстановить освещенную ДНК.
Исследования показали, что металл может увеличить способность ферментов фиксировать ломаемые хромосомы, он указывает, и ее высокий уровень в D. radiodurans может дать бактерии критическое повышение.