Bilim bu sırrı çözmeye çalışıyor: Tardigradlar nasıl bu kadar dayanıklı?
Tardigradlar (su ayıları) nasıl bu kadar dayanıklı olabiliyor? Wyoming Üniversitesi Araştırmacıları dünyadaki en dayanıklı yaratıkların sırlarını çözmeye çalışıyor. İşte araştırmalardan şaşırtıcı sonuçlar!
"Su ayısı" olarak da bilinen bir tardigradlar hakkında bilimsel
araştırmalar devam ediyor. Dinozorlar bu toprakları 245
milyondan 65 milyon yıl öncesine kadar yönetti. Fosillerini
Thermopolis'teki Wyoming Dinozor Merkezi'nde görebilir ya da
Wyoming Üniversitesi kampüsündeki Jeoloji Müzesi'ndeki "Büyük Al"
isimli Allosaurus'a bakabilirsiniz.
Tardigradlar Nasıl Bu Kadar Dayanıklı Olabiliyor?
Wyoming Üniversitesi laboratuvarında dayanıklılık sırlarını incelemek ve tıbbi biyolojileri stabilize etmek için incelenen tardigradlar 600 milyon yıldır varlar. Bu da dinozorların yükselişi, altın çağı ve neslinin tükenmesini oldukça sıkıcı bir şeymiş gibi gösteriyor.
Wyoming Üniversitesi'nden doçent olan moleküler biyoloji araştırmacısı Thomas Boothby ve meslektaşları, yarım milimetreden daha küçük olan bu yaratıkların tamamen kurutulduktan, mutlak sıfırın hemen üzerinde dondurulduktan, yaklaşık 150 dereceye kadar ısıtıldıktan, bir insanın dayanabileceği radyasyonun birkaç bin katı verildikten ve uzay boşluğuna maruz bırakıldıktan sonra nasıl hayatta kalabildiklerini araştırıyorlar.
"Yıllar Önce Keşfedildiler Ama Haklarında Hiçbir Şey Bilmiyoruz"
Boothby şu ifadeleri kullanıyor: "Yıllar önce keşfedilmelerine rağmen, bu hayvanlar hakkında neredeyse hiçbir şey bilmiyoruz" diyor. "Yaptığımız temel keşiflerin yanı sıra toplumsal ve küresel sağlık sorunlarının çözümünde bunları nasıl uygulayabileceğimiz konusunda heyecanlıyım."
Canlı organizmalardan elde edilen biyolojilerin veya aşılar gibi canlı organizmalardan türetilen farmasötiklerin yaşayabilirliği, çözülmesi gereken en büyük sorunlardan birisi. Özellikle aşılar çok seçici.
"Aşılar Oldukça Narin"
"Aşılar oldukça etkili ilaçlar, ancak bir dezavantajları var ve bu da çok narin olmaları" diyor Boothby. "Biyolojilerin çoğunu uygulanabilir bir şekilde saklamak için çok küçük bir sıcaklık penceresinde tutmanız gerekiyor."
Amerika Birleşik Devletleri'nde üretilen ve örneğin Sahra altı
Afrika'ya gönderilen ve bir çocuğun koluna enjekte edilen tipik bir
aşı 2-8 derece arasında tutulmalıdır.
"Bu bizim için çok büyük bir zorluk gibi görünmüyor" diyor Boothby.
"Ancak elektrik altyapısının bulunmadığı veya son derece güvenilmez
olduğu dünyanın uzak veya gelişmekte olan bölgelerinde, bu
biyolojilere ihtiyaç duyan insanlara ulaşmak büyük bir ekonomik ve
lojistik yük olabilir."
Karasal Tardigradlar En Dayanıklıları
Boothby bu yorumları, Haziran ayı başlarında kar fırtınası
sebebiyle elektriklerin kesilmesi sonucu laboratuvarların ve
soğutucuların çalışamadığı Wyoming Üniversitesi kampüsündeki Hayvan
Bilimi / Moleküler Biyoloji Binasında otururken yapıyor.
Karasal ve sucul tardigradlar vardır, ancak
karasal tardigradlar en dayanıklılarıdır. Kuru veya diğer ölümcül
koşulları algıladıklarında, tun adı verilen bir topun içinde
kendilerini güvene alırlar ve daha iyi zamanların gelmesini
beklerler.
Yıllarca Yaşamsal Fonksiyonlarını Durdurabilirler
Bir tardigradın normal ömrü yaklaşık iki aydır, diyor Boothby, ancak tardigradlar yıllarca yaşamsal fonksiyonlarını durdurabilir. Diğer canlılar da bu duruma geçebilir, ancak tardigradlar kadar hayatta kalamaz.
Diğer canlılar donma ve su eksikliğinden kurtulmak için trehaloz adı verilen bir protein, bir şeker türü üretirken tardigradlar bunu yapmıyor. Ancak, başka bir şey yapıyorlar, diyor Boothby.
DÜNYANIN EN DAYANIKLI CANLISI TARDİGRAD'IN EN ZAYIF NOKTASI KEŞFEDİLDİ!
Kendiliğinden düzensiz proteinler olarak adlandırılan özel proteinler üretiyorlar. Bir proteinin işlevi normal olarak şekliyle belirlenir, ancak kendiliğinden düzensiz proteinlerin stabil üç boyutlu bir yapısı yoktur.
Boothby, biyokimyacıların, tanımlanmış şekli olmayan bir proteinin tanımlanmış işlevleri nasıl yerine getirebileceğini anlamaya çalıştıklarını söylüyor. "Ancak, tardigradların koruyucu işlevlerini yerine getirmesine izin verenin tam olarak bu düzensizlik olduğunu düşünüyoruz" diyor.
Düzensiz Proteinler
Boothby, bu korumanın vitrifikasyon yoluyla, bir maddenin cama dönüşümü ile ortaya çıktığını söylüyor. Eski cam pencerelerdeki dalgalanma, örneğin eski kiliselerde olduğu gibi, camların moleküler olarak hala aktif olması sebebiyle gerçekleşiyor.
"Bir tardigrade kuruduğunda aslında olan budur" diyor. "Giderek daha fazla düzensiz protein üretiyorlar ve hücrelerini dolduruyorlar. Zararlı etkiler, gerçekleşmeyecekleri noktaya kadar yavaşlar, çünkü hücrenin içi esasen cama dönüşür ve her şeyi yerinde dondurur. "
Boothby, zamanla, bir tardigradın bile böyle bir durumda öleceğini belirtiyor, çünkü eski cam pencerelerde olduğu gibi, tardigrad hücrelerinin içindeki camlar da hala hareket ediyor - sadece çok, çok yavaş.
Sırları Ortaya Çıkarsa Aşılara Uygulanabilir
Tardigrad sırlarını ortaya çıkarmayı ve bunları aşılara
uygulamayı öngörüyor. Buradaki amaç, aşı gittikçe bozulsa bile,
belli bir süre oda sıcaklığında saklamayı başarmak.
Boothby'in laboratuvarı, bu teknolojiyi birçok farklı hücre
türünden oluşan kana uygulayacak kadar iyi anlamak istiyor.
"Kandaki her hücreyi ve bu hücrelerin tam kan olarak tanımladığımız dokuyu oluşturmak için birbirleriyle nasıl iletişim kurduklarını korumamız gerekiyor, bu yüzden de karmaşıklık düzeyi artıyor" diyor. "Bu, üzerinde çalıştığımız büyük projelerden biri."
Boothby'nin laboratuvarı, bu sonbaharda Uluslararası Uzay İstasyonu'na gidecek bir SpaceX roketine binmeye hazırlıyor. Bu deney, tardigradların uzaydaki koşullara Dünya'dakilere kıyasla nasıl tepki vereceğinin ölçülmesi açısından oldukça önemli.