Биологи из Университета Вайоминга провели удивительное исследование, внедрив гены тихоходок в человеческие клетки и наблюдая значительное замедление метаболических процессов. Результаты этого исследования, опубликованные в журнале Protein Science, открыли новые перспективы в разработке методов хранения клеточных культур, органов для пересадки и лекарств, содержащих гены, кодирующие специфичные для тихоходок белки CAHS (Cytoplasmic-Abundant Heat Soluble).
Эти белки начинают синтезироваться в организме тихоходок в больших количествах при обезвоживании, образуя внутриклеточный гель, который предположительно обеспечивает защиту белков от повреждения. Перед внедрением генов CAHS в человеческие клетки ученые изучили механизм образования белкового геля in vitro и его влияние на различные биологические молекулы.
Было обнаружено, что гель ограничивает механическое движение молекул, предотвращая их повреждения во время высыхания. Это дала ученым подтверждение гипотезы витрификации, согласно которой увеличение вязкости внутри клеток помогает тихоходкам избежать фатальных повреждений.
В живых клетках эмбриональных почек человека белки CAHS привели к формированию нового цитоскелета, состоящего из фибриллярных сетей, которые повысили выживаемость клеток при осмотическом стрессе из-за дефицита воды. Ученые установили, что снижение метаболической активности клеток сыграло ключевую роль в этом процессе.
После того как волокна CAHS растворились, метаболизм клеток возвращался к обычному уровню. По мнению авторов исследования, эти результаты значительно обогащают наши знания о том, как тихоходки переживают экстремальные стрессы.
Кроме того, этот биологический механизм может послужить основой для разработки новых технологий борьбы со старением, устойчивости клеточных структур, а также для создания долгосрочных фармацевтических препаратов.