Una nueva especie de tardígrado revela los secretos de su resistencia a la radiación
Conocer los genes responsables de la tolerancia a la radiación de los osos de agua podría dar lugar a diversas aplicaciones, desde el tratamiento del cáncer hasta la exploración espacial.
Publicado originalmente por Miryam Naddaf, el 24 de octubre de 2024
Una nueva especie de tardígrado permite a los científicos comprender por qué estas diminutas criaturas de ocho patas son tan resistentes a la radiación.
Los tardígrados, también conocidos como osos de agua, llevan mucho tiempo fascinando a los científicos por su capacidad para resistir condiciones extremas, incluida la radiación a niveles casi 1.000 veces superiores a la dosis letal para el ser humano. Se conocen unas 1.500 especies de tardígrados, pero sólo se han estudiado bien unas pocas.
Ahora, los científicos han secuenciado el genoma de una especie nueva para la ciencia y han desvelado algunos de los mecanismos moleculares que confieren a los tardígrados su extraordinaria resistencia. Su estudio, publicado en Science el 24 de octubre1, identifica miles de genes de tardígrados que se vuelven más activos cuando se exponen a la radiación. Estos procesos apuntan a un sofisticado sistema de defensa que consiste en proteger el ADN de los daños causados por la radiación y reparar cualquier brecha que se produzca.
Los autores esperan que sus descubrimientos puedan aprovecharse para proteger a los astronautas de la radiación durante las misiones espaciales, limpiar la contaminación nuclear o mejorar el tratamiento del cáncer.
«Este descubrimiento podría ayudar a mejorar la tolerancia al estrés de las células humanas, lo que beneficiaría a los pacientes sometidos a radioterapia», afirma Lingqiang Zhang, coautor del estudio y biólogo molecular y celular del Instituto de Lifeómica de Pekín.
Genes protectores
Hace unos seis años, Zhang y sus colegas se aventuraron en la montaña Funiu, en la provincia china de Henan, para recoger muestras de musgo. De vuelta al laboratorio y bajo el microscopio, identificaron una especie de tardígrado no documentada hasta entonces, 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 al H. henanensis a dosis de radiación de 200 y 2.000 grays -mucho más allá de lo que podría sobrevivir un ser humano- descubrieron que se activaban 2.801 genes implicados en la reparación del ADN, la división celular y la respuesta inmunitaria.
Uno de los genes, llamado TRID1, codifica una proteína que ayuda a reparar las roturas de doble cadena en el ADN reclutando proteínas especializadas en los lugares dañados. «Se trata de un nuevo [gen] que, que yo sepa, nadie estaba estudiando», afirma Bob Goldstein, biólogo celular de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill.
Los investigadores también estiman que entre el 0,5 y el 3,1% de los genes del tardígrado 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 algunas de las sustancias químicas reactivas nocivas que la radiación provoca en el interior de las células y que son responsables del 60-70% de los efectos nocivos 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 no 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. Por ejemplo, podría mejorar la vida útil de sustancias frágiles como las vacunas. «Todos los medicamentos tienen fecha de caducidad, los tardígrados no», afirma Goldstein.
Comparar estos mecanismos entre distintos tardígrados es una parte importante de esta investigación, añade Nadja Møbjerg, fisióloga animal de la Universidad de Copenhague. «Aún nos faltan conocimientos sobre las distintas especies de tardígrados que existen», afirma.
Estos animales tienen «una fuente de protectores de la que probablemente seguirán surgiendo más que serán útiles e interesantes de entender», dice Goldstein. «Queremos entender cómo funcionan y qué potencial tienen».
doi: https://doi.org/10.1038/d41586-024-03484-1
Referencias
1, Li. L. et al. Science 386, eadl0799 (2024). Artículo Google Scholar
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