Высокоэнергетическое гамма-излучение повреждает биомолекулы живых организмов. В клетке появляется множество свободных радикалов, которые из-за своей чрезвычайно высокой химической активности тут же вступают в реакции, внося еще больший хаос и разрушение. «Ахиллесовой пятой» клетки выступает ее генетический материал: такие интенсивные повреждения исправить не удается, и организм быстро и необратимо погибает. Можно сказать, что этой силе не в силах противостоять никто — кроме небольшой и незаметной бактерии.
Бактерия-супермен: Странная ягода, устойчивая к радиации
Вообще-то бактерии не выдерживают воздействия гамма-излучением, но есть среди них настоящий «супермен», способный переносить его без особых проблем. Оказалось, это свойство не связано со способностью бактерий защищать свою ДНК, как считалось до сих пор.
Чемпиона по устойчивости зовут Deinococcus radiodurans, и он способен выдерживать излучение силой до 10 тыс. грэй, смертельное и для бактерий, и, конечно, для более сложных клеток высших организмов. Между тем радиация повреждает его геном ничуть не меньше, чем у других — значит, причина его поразительной стойкости в чем-то ином.
Майкл Дэли (Michael Daly) из американского Университета вооруженных сил сделал предположение о том, что «конек» этой бактерии — в особой активности ее белков, относящихся к репарационной системе, на которую возложен ремонт и восстановление поврежденных нитей ДНК. Кроме того, он заметил, что устойчивые D. radiodurans содержат в сотни раз больше ионов марганца, нежели их «обычные» собратья. В своем недавнем исследовании возглавляемая им группа ученых заинтересовалась способностью этих ионов противодействовать свободным радикалам. Им удалось обнаружить необычный марганцевый комплекс, который нейтрализовал вредное воздействие, но — ко всеобщему удивлению — защищал он не столько ДНК, сколько клеточные белки. Действительно, именно белки D. radiodurans обладают невероятной устойчивостью против гамма-лучей.
Ученым почти удалось выделить чудодейственный марганцевый комплекс в чистом виде, а в будущем они надеются разработать методы его доставки в клетки различных типов. Такое решение может стать основой для создания модифицированных бактерий, разлагающих токсичные отходы, а в еще более отдаленном будущем — для эффективных методов противорадиационной терапии.
Читайте также о странных вспышках гамма-излучения, приходящих с дальних концов Вселенной: «Следы космических катастроф», и о других исследованиях радиации: «Берегите кости», «Заразная радиация».
По публикации ScienceNOW