Секрет успеха кроется в антиоксидантах
Вид бактерий Deinococcus radiodurans, прозванный «бактериями Конана» за свою способность выживать в самых экстремальных условиях, может выдерживать дозы радиации в 28 000 раз превышающие те, которые могут убить человека, — и секрет их успеха кроется в антиоксидантах.
Теперь ученые выяснили, как работает этот антиоксидант, что открывает возможность его использования для защиты здоровья человека как на Земле, так и за ее пределами в будущем, сообщает CNN.
Антиоксидант — это состоит из простой группы небольших молекул, называемых метаболитами, включая марганец, фосфат и небольшой пептид или молекулу, состоящую из аминокислот. Вместе эта мощная трилогия более эффективна для защиты от радиации, чем марганец в сочетании только с одним из других компонентов, согласно новому исследованию, опубликованному в понедельник в журнале Proceedings of the National Academy of Sciences.
Результаты исследования могут быть использованы для защиты астронавтов от высоких доз космической радиации во время будущих миссий в дальний космос по всей нашей Солнечной системе, говорят авторы исследования.
«Мы давно знали, что ионы марганца и фосфат вместе являются мощными антиоксидантами, но открытие и понимание «волшебного» эффекта добавления третьего компонента является настоящим прорывом. Это исследование дает подсказки относительно того, почему эта комбинация является таким мощным и многообещающим радиопротектором», — сказал в своем заявлении соавтор исследования профессор Брайан Хоффман.
Предыдущие исследования показали, что Deinococcus, который имеет титул Книги рекордов Гиннесса как самая устойчивая к радиации форма жизни, может выживать за пределами Международной космической станции в течение трех лет. Эти выносливые бактерии также могут противостоять кислоте, холоду и обезвоживанию.
Профессор Хоффман и Майкл Дейли, профессор патологии в Университете медицинских наук, также продемонстрировали невероятную устойчивость бактерий. Отчет от октября 2022 года, написанный совместно командой, показал, что если бы Deinococcus когда-либо существовал на Марсе, замороженные микробы могли бы выживать в течение миллионов лет.
В предыдущем исследовании команда измерила количество антиоксидантов марганца в клетках бактерий. Исследователи обнаружили, что количество радиации, которое мог выжить микроб, напрямую связано с количеством антиоксидантов марганца в его организме. Таким образом, чем больше антиоксидантов марганца содержат клетки, тем выше устойчивость к радиации.
В высушенном и замороженном виде Deinococcus radiodurans может выдерживать 140 000 грей, или единиц рентгеновского и гамма-излучения, что в 28 000 раз превышает количество радиации, способное убить человека.
Для последнего исследования Хоффман, Дейли и их коллеги использовали MDP, или защитный препарат на основе мелатонина, синтетический антиоксидант, разработанный Дейли на основе Deinococcus radiodurans. Этот антиоксидант используется в инактивированных радиацией многовалентных вакцинах, которые используют радиацию для уничтожения патогенов, таких как хламидии. Дейли, который изучал Deinococcus radiodurans в течение многих лет, также является членом Комитета по планетарной обороне Национальной академии наук.
Исследовательская группа проанализировала, как активные компоненты MDP, включая марганец, фосфат и пептид под названием DP1, защищают клетки и белки от воздействия радиации. Когда пептид и фосфат связываются с марганцем, они образуют тройной комплекс, который очень эффективен для защиты от радиации. Вместе метаболиты MDP создают «секретный соус», сказал Хоффман.
Доктор Татьяна Милоевич, глава кафедры экзобиологии в Университете Орлеана во Франции, сказала, что исследование дает новое представление о том, как метаболиты могут создавать радиозащитные экраны и потенциально усиливать их в будущем. Татьяна не принимала участия в исследовании.
«Это новое понимание MDP может привести к разработке еще более мощных антиоксидантов на основе марганца для использования в здравоохранении, промышленности, обороне и исследовании космоса», — говорит Майкл Дейли.
Астронавты, отправляющиеся в дальний космос, будут подвергаться воздействию высоких уровней радиации, в первую очередь от энергичных частиц, путешествующих через космос, называемых космическими лучами, говорит он. На Земле антиоксидант может использоваться для защиты от несчастных случаев, связанных с радиацией.
Свежие комментарии