Þau eru örsmá og gætu jafnvel kallast krúttleg og ofan á allt annað er þeim fært að lifa af við ótrúlega erfiðar aðstæður. Hin svonefndu bessadýr hafa lengi heillað vísindamenn.
Það hefur reyndar lengi verið þekkt að óviðjafnanlegt lífsþol þeirra stafar af því að þau geta lagst í ofþornunardvala sem verndar þau.
Það hefur hins vegar alla tíð verið óljóst nákvæmlega hvað það er sem gerist í líkama þessara smásæju dýra þegar þau leggjast í slíkan dvala.
En nú hafa vísindamenn hjá Tokyoháskóla í Japan leyst gátuna og birt niðurstöður sínar í tímaritinu PLOS Biology.
Svona lítur bessadýr út undir rafeindasmásjá. Dýrin verða ekki nema um 1,5 mm að lengd en þrátt fyrir smæðina geta þessar furðuskepnur lifað af mikla geislun, mikinn þrýsting og öfgakennt hitastig.
Einstæður þurrdvali
Bessadýr verða allt að 1,5 millimetrum að lengd og þau þola öfgakenndan hita og kulda og ofboðslegar þrýstingssveiflur. Þannig lifa þau af bæði í lofttómu rúmi geimsins og þrýstingi hafdjúpsins.
Sér til verndar þurrka bessadýrin sig upp og leggjast í dvala.
Aðrar lífverur deyja ef þornunin verður of mikil en bessadýr lifa slíkt af í upp undir áratug. Þegar þau draga í sig vökva á ný, vakna þau af dvalanum eins og ekkert hafi í skorist.
Svona líta bessadýr út eftir að hafa ofþornað og lagst í dvala sem verndar þau gegn ótrúlega öfgakenndum aðstæðum í umhverfinu.
Til að skilja hvað gerist í líkama bessadýrs við ofþornun rannsökuðu vísindamennirnir frumubyggingu þess.
Mynda ofurhlaup
Nánar tiltekið rannsökuðu vísindamennirnir þau prótín í dýrinu sem mynda hlaup þegar fruman þornar.
Hlaupið stífnar og styður lögun frumnanna gagnvart ytri aðstæðum, svo sem þrýstingi eða kulda sem ella myndu drepa dýrið.
„Við teljum að þegar vatn yfirgefur frumu hjálpi sérstakt prótín henni að viðhalda styrk sínum og koma í veg fyrir að fruman falli saman,“ segir Takekazu Kunieda, einn vísindamannanna í fréttatilkynningu.
„Eftir að hafa prófað mörg og margvísleg prótín höfum við komist að því að svonefnd CAHS-prótín (cytoplasmic-abundant heat soluble) sem eru hitaleysanleg og einkennandi fyrir bessadýr, séu ástæða þess að frumurnar eru verndaðar fyrir ofþornun.“
Þessi einstæðu CAHS-bessadýraprótín greina þegar ofþornun frumunnar er í aðsigi.
Þegar frumurnar taka að þorna myndast hlaupkenndur vefur, eins konar bandvefur sem verndar frumuna.
Þessi hlaupkenndi vefur myndar form sem viðheldur lögun frumunnar þegar hún glatar vatninu. Þegar vatn tekur svo aftur að berast inn í frumuna, dregur hlaupvefurinn sig gætilega til baka þannig að fruman færist smám saman í eðlilegt horf og bessadýrið lifir af.
Hyggjast nýta ofurkraft bessadýranna
Vísindamennirnir reyndu líka að einangra CAHS-prótínin úr bessadýrafrumum og þeim til undrunar reyndust þau viðhalda verndandi eiginleikum sínum.
Þeir prófuðu prótínin í skordýrum og jafnvel mannafrumum, þar sem prótínin sýndu takmarkaða en þó mælanlega virkni.
En þótt við mannfólkið getum ekki reiknað með að verða mun lífþolnari með því að fá eina sprautu með ofurprótíninu, er gerlegt að nýta þetta prótín í öðru samhengi, segja vísindamennirnir.
Þeir gera sér vonir um að þessa nýju þekkingu megi nýta til að vernda frumuefni og lífefnasameindir í þurru ástandi og auka þannig geymsluþol rannsóknarefna, lyfja og jafnvel líffæra til ígræðslu.
„Það er ekki eitthvað eitt heldur allt við bessadýrin sem er heillandi. Sumar tegundir þeirra lifa af við svo margvíslega öfgakenndar aðstæður að það gefur okkur tilefni til að rannsaka ferli og uppbyggingu sem hvergi er að finna annars staðar. Fyrir líffræðinga er þetta sannkölluð gullnáma,“ segir Takekazu Kunieda.
