Bärtierchen-Erbgut macht auch menschliche DNA widerstandsfähig gegen Strahlung

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Ein sog. Bärtierechen unter dem Mikroskop

Copyright/Quelle: Sae Tanaka, Hiroshi Sagara, Takekazu Kunieda / u-tokyo.ac.jp / nature.com

Tokyo (Japan) – Eine Analyse des Erbguts sogenannter Bärtierchen erklärt, was die Tardigraden zu den extremen Überlebenskünstlern macht, denen Jahrzehnte ohne Wasser, extreme Trockenheit, Temperaturen und Druckverhältnisse und das Vakuum des Weltraums nichts ausmachen. Neben einer Vielzahl sogenannter Reparaturgene macht ein besonderes Protein die DNA der auch schon als “außerirdische Erdlinge” bezeichneten Bärtierchen widerstandsfähig gegen Lösungsmittel und harte Strahlung und zeigt diese Wirkung auch angesichts menschlicher Zellen.

Wie das Team um Takuma Hashimoto von aktuell im Fachjournal “Nature Communications” (DOI: 10.1038/ncomms12808) berichtet, haben sie die DNA der Süßwasser-Bärtierchen Ramazzottius varieornatus analysiert und sind dabei auf 41 Prozent bislang völlig unbekannter Gene gestoßen, die sich von denen aller anderen bekannten Organismen unterscheiden. Die Forscher vermuten, dass es gerade diese Proteine sind, die zur extremen Toleranz gegenüber widriger Bedingungen durch die Tardigraden beitragen.

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Eine Analyse einiger dieser Proteine zeigte, dass etwa das sogenannte Dsup-Protein nicht nur keinen bislang bekannten Proteinstrukturen oder –mustern gleicht, sondern sich auch an die DNA anlagert.

Durch das Einschleusen dieser Proteine in menschliche Zellen entdeckten die Forscher, dass diese menschliche Zelle selbst unter Bestrahlung mit harter Röntgenstrahlung gerade einmal halb so viele Strangbrüche aufweist, wie in Normalzustand. Auch tödliche Strahlungsdosen fügten den so behandelten Zellen keine nennenswerten Schäden zu. Die Wissenschaftler schlussfolgern deshalb, dass es dieses Dsup-Protein ist, dass strahlungsbedingte DNA-Schäden bei den Bärtierchen verhindert.

Eine ähnliche Wirkung zeigte Dsup gegenüber stark ätzendem Wasserstoffperoxid, das für unter normalen Bedingungen 71 Prozent der normalen Zellen zerstörte – aber nur 18 Prozent der Dsup-Zellen schädigte.

Zugleich besitzen aber auch die bereits bekannten Gene der untersuchten Bärtierchen besondere Eigenschaften, wie etwa die Fähigkeit zur Vervielfachung von DNA-Abschnitten schützender Enzyme. Alleine ein Enyzm das aggressive Sauerstoffradikale bekämpft, liegt bei den Tardigraden gleich 16fach als Kopie vor und macht die Bärtierchen so wahrscheinlich selbst gegen starke Austrocknung resistent.

Auch sogenannte Reparaturgene liegen bei den Bärtierchen in vielfacher Kopie vor, wodurch trotz der zuvor beschriebenen Schutzfunktionen auftretende Genschäden repariert werden können.

Jetzt hoffen die Forscher, die genetischen Eigenschaften und Schutzmechanismen der Bärtierchen auch medizinisch nutzen und auf den Menschen übertragen zu können.

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