Група генетиків вирішила з'ясувати генетичні основи екстремальної витривалості.

- 24.10.2008 00:00
Група генетиків вирішила з'ясувати генетичні основи екстремальної витривалості.

Как антарктические рыбы умудряются не просто существовать, но и спокойно жить при температурах, близких к точке замерзания воды? Ответ на этот каверзный вопрос любопытные учёные ищут уже многие годы – человечеству такая "незамерзайка" ой как пригодилась бы. Теперь американские исследователи решили посмотреть в корень, а именно – изучить функции и гены биологического антифриза. И новая работа привела к ценному открытию.

Учёные из университета Иллинойса (University of Illinois at Urbana-Champaign) взялись исследовать геном антарктического клыкача (Dissostichus mawsoni), чтобы выяснить, чем определяется его фантастическая выносливость.

 Рыбы подотряда Notothenioidei обитают в ледяных водах Южного океана и составляют почти 90% рыбной биомассы этого региона. Именно по этой причине генетики выбрали их в качестве подопытных. Температура здешних вод такова, что всё тело подводных обитателей должно было бы превратиться в лёд. Однако этого не происходит. Почему? Тщательное изучение необычных способностей нототениевых по сути началось в пятидесятые годы прошлого века. В 1960-х профессор Артур Деврис (Arthur DeVries) из университета Иллинойса впервые изолировал и описал "белки-антифризы", которые связывают кристаллы льда в крови рыб, не давая ей застыть. Организм обитателей морских глубин производит их сам.

 

В подотряде Notothenioidei восемь семейств, пять из них обитают в Антарктике, спокойно проживая при низких температурах (-2–4 °C) и высоком содержании кислорода (который лучше растворяется в холодной воде и переходит в высокореакционные, вредные для тканей организма формы). Группа генетиков под руководством Кристины Чэн (Chi-Hing "Christina" Cheng), жены Девриса, решила выяснить генетические основы экстремальной выносливости.

"Эта работа стала первым полномасштабным исследованием всех биологических функций рыб, всю свою жизнь от рождения и до смерти обитающих в невероятно холодной воде", — говорит Чэн. Для начала учёные взяли под пристальный контроль характерного представителя нетотениевых —Dissostichus mawsoni. Кристина и её коллеги хотели выяснить, экспрессия каких генов происходит у арктического клыкача наиболее массово. Для этого они взяли четыре образца тканей: из мозга, яичников, печени и почки (основного кроветворного органа рыбы).

Отметим, два года назад учёные установили, что печень почти не вырабатывает необходимые для адаптации белки. Куда больше на благо рыбы работают желудок и экзокринная часть поджелудочной железы.

 Поначалу генетики решили, что у антарктических рыб будет происходить высокоэффективная экспрессия всех генов, которые дают им возможность выживать при низкой температуре и высоком содержании кислорода. Хотя также рассматривался вариант, когда конкретные ткани вырабатывают большое количество определённых белков. "Мы обнаружили, что в подавляющем большинстве случаев работает конкретная группа генов, — говорит Чэн. — В каждой ткани экспрессируются все возможные гены, но та самая небольшая группа цитопротективных генов экспрессируется в большом количестве во всех тканях".

Далее учёные сравнили экспрессию генов D. mawsoni и неродственных ей рыб, обитающих в более тёплых водах Мирового океана, и выяснили, что большинство генов, нужных антарктической рыбе, почти не проявляют себя у других видов. Среди последовательностей, отвечающих за выработку определённых белков в большом количестве (upregulated genes), было обнаружено много генов, кодирующих протеины, отвечающие за реакцию организма на негативное воздействие окружающей среды. Таких учёные насчитали аж 177 семейств.

 В частности, было обнаружено множество шаперонов (белков, чья главная функция восстановление правильной третичной структуры повреждённых белков) и особенно "белков температурного шока" , защищающих клетки от экстремальных температур. Также присутствовали убиквитины — белки, поддерживающие здоровье клеток и маркирующие другие протеины перед процессом деградации. Кроме того, в геноме антарктического клыкача эти протеины встречаются от 3 до 300 раз чаще, чем у его тепловодных "собратьев", что также увеличивает сопротивляемость рыбьего организма экстремальным условиямНа данный момент учёные занимаются изучением влияния на антарктические виды рыб изменения климата (повышения температуры воды). Им предстоит выяснить, сможет ли адаптироваться D. mawsoni к новым условиям. Ведь если вымрут антарктические клыкачи, пострадают все пищевые цепочки Южного океана.

Подробнее о проведённом исследовании читайте в пресс-релизе университета, в статье авторов открытия, вышедшей в PNAS. Также университет Иллинойса подготовил для ознакомительных целей это слайд-шоу.

 Говорить о практическом применении полученных данных на пользу человеку пока, конечно, рано. Данное исследование скорее фундаментальное, чем прикладное. Однако смогут ли учёные спустя годы с помощью новых открытий создать какой-то особый антифриз для механизмов и продуктов или (если уж совсем размечтаться) улучшить способности к выживанию при низких температурах самого человека – не знает никто.

www.membrana.ru


Ключові слова: гигантский бычок, выносливость, незамерзайка

Коментарі (0)
Додати свій коментарій:
*Ім'я:
E-mail:
*Коментарій:
Символів залишилося: із
Підтвердіть, що Ви людина 
Відповідь - одне слово на тій же мові, що й питання.
Відповідь на питання «скільки» - число
Нову загадку, будь-ласка

Другие новости:

В Чернівцях Митрополиту Епіфанію співслужив Архієпископ Онуфрій Кафедральний собор ПЦУ Чернівців знаходиться за адресою
- 18.02.2019 12:05
Невиконані обіцянки кандидата Ляшко Олег Ляшко два рази обіцяв відправити Гройсмана у відставку з поста
- 18.02.2019 11:01
Чому Україні варто чекати нового загострення в Азовському і Чорному морях: Чотири причини Третім фактором, який може спонукати Кремль поводитися більш авантюрно між Азовським і Чорним морями, буде технічна
- 18.02.2019 10:57
Порошенко і Путін домовляться дуже легко - політолог Очевидно, що у Путіна, насправді, немає ніякої ненависті до Європи і США. Антизахідна
- 18.02.2019 10:52
Чоловік подарував коханій чуже кільце і попросив повернути Житель Великобританії зробив пропозицію коханій і вручив чуже
- 18.02.2019 10:41
Поліція розшукала водія, який здійснив наїзд та зник з місця події Внаслідок ДТП потерпіла отримала тілесні ушкодження та була доставлена до Новоселицької ЦРЛ для
- 18.02.2019 09:15
В нарколабораторії на Буковині вилучили 5 тисяч доз наркотиків в орендованих приміщеннях в одному з райцентрів Чернівецької області зловмисники організували підпільну нарколабораторію.
- 16.02.2019 11:57
Boeing побудує гігантські підводні безпілотники «Косатка» Безпілотник здатний в автономному режимі за кілька місяців пройти близько 12 тисяч кілометрів.
- 16.02.2019 11:38
Кандидати на пост Президента України 2019 Балашов Геннадій Вікторович, Безсмертний Роман, Богомолець Ольга Вадимівна, Богословська Інна Германівна, Бойко Юрій..
- 07.02.2019 10:22

Всі новини