تاردیگریدها به ما یاد می‌دهند که چگونه با سختی‌های سفرهای فضایی کنار بیاییم

یک‌شنبه ۲۶ تیر ۱۴۰۱ - ۱۹:۱۵
مطالعه 4 دقیقه
مطالعه‌ی تاردیگریدها که مقاوم‌ترین موجودات زمین هستند، به دانشمندان کمک می‌کند راه‌هایی برای کنارآمدن با شرایط سخت سفرهای فضایی پیدا کنند.
تبلیغات

هیچ جانوری روی زمین وجود ندارد که سرسخت‌تر از تاردیگریدها باشد. تاردیگرید می‌تواند انجماد در دمای ۲۷۲ درجه‌ی سانتی‌گراد را تحمل کند، درمعرض خلأ فضا قرار گیرد و حتی هنگام قرارگرفتن درمعرض دوزی از اشعه‌ی ایکس که ۵۰۰ برابر دوزی است که موجب مرگ انسان می‌شود، زنده بماند.

به‌عبارت‌دیگر، این موجود می‌تواند شرایطی را تحمل کند که حتی روی زمین وجود ندارد. این مقاومت ماورائی در ترکیب با ظاهر دوست‌داشتنی آن‌ها، تاردیگریدها را به یکی از جانوران دلخواه دوستداران حیوانات تبدیل کرده است. فراتر از آن، پژوهشگران نیز این موجودات ریز را بررسی می‌کنند تا یاد بگیرند که چگونه انسان‌ها و محصولات کشاورزی را برای مقابله با سختی‌های سفر فضایی آماده کنند.

فناناپذیری تاردیگریدها از سازگارهای این جانور با محیطش ناشی می‌شود. این موضوع ممکن است تعجب‌آور باشد؛ زیرا آن‌ها در مکان‌های به‌ظاهر بی‌دردسری مانند توده‌های خنک و مرطوب خزه‌هایی که روی دیوارهای باغ پراکنده‌اند، زندگی می‌کنند. به دلیل این زیستگاه‌ها و ظاهر گوشتالو، برخی مردم آن‌ها را خرس آبی یا خوکچه خزه‌ای می‌نامند.

واقعیت این است که خانه‌ی خزه‌ای و مرطوب تاردیگرید می‌تواند چند بار در سال خشک شود. خشک‌شدن برای بیشتر موجودات زنده فاجعه‌بار است. خشک‌شدن به همان روش‌هایی که انجماد و خلأ و تابش به سلول‌ها آسیب می‌زنند، موجب آسیب‌دیدن سلول‌ها می‌شود.

خشک‌شدن به تولید میزان زیاد پراکسایدها و دیگر گونه‌های فعال اکسیژن منجر می‌شود. درست مانند همان کاری که تابش انجام می‌دهد، این مولکول‌های سمی نیز DNA سلول را به قطعات ریزی تبدیل می‌کنند. خشک‌شدن موجب چروک‌شدن و ترک‌خوردن غشاهای سلولی نیز می‌شود. علاوه‌بر‌این، خشک‌شدن می‌تواند موجب بازشدن تاخوردگی پروتئین‌های کوچک شود تا نتوانند وظایف خود را انجام دهند.

تاردیگریدها استراتژی‌های خاصی برای مقابله با این نوع آسیب‌ها ایجاد کرده‌اند. هنگام خشک‌شدن، پروتئین‌های عجیبی از سلول‌های تاردیگرید خارج می‌شود که دانشمندان نظیر آن‌ها را در موجودات دیگر مشاهده نکرده‌اند. این پروتئین‌ها درون آب شل هستند و شکل خاصی ندارند؛ اما با ناپدیدشدن آب، پروتئین‌های مذکور به‌شکل رشته‌های طویل و متقاطعی درمی‌آیند و فضاهای داخلی سلول را پر می‌کنند.

این الیاف همچون بادام‌زمینی‌های بسته‌بندی (فوم‌های به شکل بادام‌زمینی که برای محافظت از اشیاء از آن‌ها استفاده می‌شود)، از غشاهای سلولی و پروتئین‌های سلول‌ها محافظت می‌کنند و مانع از شکستن یا بازشدن آن‌ها می‌شوند. حداقل دو گونه از تاردیگریدها پروتئینی دیگری را نیز تولید می‌کنند که در هیچ جانور دیگری روی زمین دیده نشده است. این پروتئین که Dsup نامیده می‌شود، به DNA متصل می‌شود و ممکن است به‌طورفیزیکی از آن دربرابر اشکال واکنشی اکسیژن محافظت کند.

پروتئین های متقاطع تاردیگرید / crisscrossing proteins

هنگام خشک‌شدن، سلول‌های تاردیگرید پروتئین‌های طویل متقاطعی را تولید می‌کند که از غشاهای سلولی محافظت می‌کند.

تقلید از تاردیگرید ممکن است روزی به انسان کمک کند تا در فضای بیرون ساکن شود. محصولات کشاورزی و مخمرها و حشرات را می‌توان برای تولید پروتئین‌های تاردیگرید مهندسی کرد و به این موجودات اجازه داد تا در فضاپیماها که در آن سطوح تابش در‌مقایسه‌با زمین بالاتر است، رشد کارآمدتری داشته باشند.

دانشمندان قبلاً در آزمایشگاه ژن‌های پروتئین Dsup را وارد سلول‌های انسانی کرده‌اند. بسیاری از سلول‌های تغییریافته از سطوحی از اشعه‌ی ایکس یا پراکسید که سلول‌های عادی را می‌کشند، جان سالم به‌در بردند.

پژوهشگران همچنین ژن Dsup را وارد گیاهان تنباکو کردند و به‌نظر می‌رسید که این ژن از گیاه دربرابر مواجهه‌با اتیل متان‌سولفونات محافظت می‌کند. اتیل متان‌سولفونات نوعی ماده‌ی شیمیایی است که به DNA آسیب می‌زند. گیاهانِ دارای ژن اضافی، سریع‌تر از گیاهان فاقد این ژن رشد کردند. علاوه‌بر‌این، تابش فرابنفش آسیب کمتری به DNA گیاهان دارای Dsup وارد کرد.

پروتئین‌های محافظ تاردیگریدها نشانه‌های اولیه‌ی محافظ‌بودن برای انسان را نیز نشان می‌دهند. پژوهشگران اخیراً در مجله‌ی ACS Synthetic Biology گزارش کردند وقتی سلول‌های انسانی تغییر داده شدند تا پروتئین‌های مذکور را تولید کنند، سلول‌های حاصل دربرابر کامپتوتسین مقاوم بودند. کامپتوتسین نوعی عامل شیمی‌درمانی است که سلول‌ها را از بین می‌برد.

پروتئین‌های تاردیگریدها این کار را با مهار آپوپتوز انجام دادند. آپوپتوز نوعی برنامه‌ی سلولی تخریب خود است که اغلب طی مواجهه با موادشیمیایی یا تابش‌های مضر آغاز می‌شود. بنابراین، اگر انسان‌ها روزی موفق شوند به مناطق دوردست فضا برسند، ممکن است این شاهکار را تاحدی با تکیه بر متخصصان هشت‌پای استقامتی انجام دهند که در حیاط‌خلوت شما زندگی می‌کنند.

تبلیغات
داغ‌ترین مطالب روز

نظرات

تبلیغات