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MUNDO ANIMAL. Los genes del tardígrado oso de agua, proporcionan un escudo contra la radiación

Los genes del oso de agua proporcionan un escudo contra la radiación

 

Los tardígrados pueden soportar la radiación a niveles casi 1.000 veces más altos que la dosis letal para los humanos. (Robert Schuster/Fototeca de Ciencias)

Una nueva especie de tardígrado revela secretos sobre su capacidad para resistir la radiación

Conocer los genes responsables de la tolerancia a la radiación de los osos de agua podría conducir a diversas aplicaciones, desde el tratamiento del cáncer hasta la exploración espacial

31 octubre 2024.- Una especie de tardígrado recientemente descrita está proporcionando a los científicos información sobre lo que hace que estas diminutas criaturas de ocho patas sean tan resistentes a la radiación.

Los tardígrados, también conocidos como osos de agua, fascinan desde hace tiempo a los científicos por su capacidad para soportar condiciones extremas, incluida la radiación a niveles casi 1.000 veces superiores a la dosis letal para los humanos. Se conocen alrededor de 1.500 especies de tardígrados, pero solo unas pocas están bien estudiadas.

Ahora, los científicos han secuenciado el genoma de una especie nueva para la ciencia y han revelado algunos de los mecanismos moleculares que dan a los tardígrados su extraordinaria resistencia. Su estudio, publicado en Science el 24 de octubre  1 , identifica miles de genes de los tardígrados que se vuelven más activos cuando se exponen a la radiación. Estos procesos apuntan a un sofisticado sistema de defensa que implica proteger el ADN del daño que causa la radiación y reparar cualquier rotura que se produzca.

Los autores esperan que sus conocimientos puedan aprovecharse para ayudar a proteger a los astronautas de la radiación durante las misiones espaciales, limpiar la contaminación nuclear o mejorar el tratamiento del cáncer.

“Este descubrimiento puede ayudar a mejorar la tolerancia al estrés de las células humanas, beneficiando a los pacientes sometidos a radioterapia”, dice el coautor del estudio Lingqiang Zhang, biólogo molecular y celular del Instituto de Lifeomics de Beijing.

Genes protectores

Hace unos seis años, Zhang y sus colegas se aventuraron en la montaña Funiu, en la provincia china de Henan, para recolectar muestras de musgo. De regreso en el laboratorio y bajo el microscopio, identificaron una especie de tardígrado no documentada previamente, a la que llamaron Hypsibius henanensis . La secuenciación del genoma reveló que la especie tenía 14.701 genes, el 30% de los cuales son exclusivos de los tardígrados.

Cuando los investigadores expusieron a H. henanensis a dosis de radiación de 200 y 2.000 grays (mucho más allá de lo que sería tolerable para los humanos), descubrieron que se activaron 2.801 genes involucrados en la reparación del ADN, la división celular y las respuestas inmunes.

Uno de los genes, llamado TRID1 , codifica una proteína que ayuda a reparar las roturas de doble cadena del ADN mediante el reclutamiento de proteínas especializadas en los lugares dañados. 

Los investigadores también estiman que entre el 0,5 y el 3,1% de los genes de los tardígrados fueron adquiridos de otros organismos a través de un proceso conocido como transferencia horizontal de genes. Un gen llamado DODA1 , que parece haber sido adquirido de bacterias, permite a los tardígrados producir cuatro tipos de pigmentos antioxidantes llamados betalaínas. Estos pigmentos pueden absorber algunos de los reactivos químicos dañinos que la radiación hace que se formen dentro de las células, que representan entre el 60 y el 70% de los efectos dañinos de la radiación.

Los autores trataron células humanas con una de las betalaínas del tardígrado y descubrieron que sobrevivían mucho mejor a la radiación que las células que no fueron tratadas.

Sin fecha de caducidad

El estudio de los mecanismos moleculares que permiten a los tardígrados tolerar otras condiciones adversas, como temperaturas extremas, falta de aire, deshidratación e inanición, podría tener amplias aplicaciones. Podría mejorar la vida útil de sustancias frágiles como las vacunas, por ejemplo. 

La comparación de estos mecanismos entre diferentes tardígrados es una parte importante de esta investigación.

Estos animales tienen una fuente de protectores que probablemente seguirán apareciendo y que serán útiles e interesantes de entender cómo funcionan y qué potencial tienen, dicen los autores del estudio.

Fuente: Lei Li李磊 et al. ,Multi-omics landscape and molecular basis of radiation tolerance in a tardigrade.Science386,eadl0799(2024).DOI:10.1126/science.adl0799

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