Dokáží přežít transport vesmírem a nejspíše i havárii sondy. Mohou také přežít mráz i var, ale i tisíckrát intenzivnější záření než my. Seznamte se s tzv. vodními medvídky neboli želvuškami. Mohly by schopnosti těchto extrémně odolných zvířat pomoci v budoucnu při vývoji vakcín?
V dubnu roku 2019 havarovala izraelská sonda Berešit při pokusu přistát na Měsíci. Na své palubě měla i zvířata zvaná tardigrada neboli želvušky, které jsou známé tím, že dokáží přežít v extrémních podmínkách. Je tak možné, že některé z nich havárii přežily.
Milnesium tardigradum. Foto: Schokraie E, Warnken U, Hotz-Wagenblatt A, Grohme MA, Hengherr S, et al. / Creative Commons / CC-BY
Na Měsíci se ovšem neusadí neboť ke svému probuzení z neaktivního stavu, ve kterém byly vyslány, potřebují vodu. Extrémní teploty a prudké sluneční záření je tak všechny nakonec zabijí. Může to ale trvat dlouho.
Běžně není těžké je najít. Pokud si vezmete kus vlhkého mechu nebo lišejníku a dáte jej pod mikroskop, možná se vám tato drobná zvířátka podaří objevit. Německý přírodovědec Johann August Ephraim Goeze, který je popsal již v roce 1773, je nazval kvůli stylu jejich chůze „vodními medvídky“.
Interval mezi tím, kdy se želvuška narodí a kdy zemře, může být velmi dlouhý.
Jedná se o stejně komplexní zvířata jako je třeba šváb, která mají různé rozmnožovací strategie, ale také mnoho dalších zajímavých vlastností. „Mohou přežít vyschnutí. Mohou přežít zmrazení asi na stupeň nad absolutní nulou (absolutní nula −273,15 °C pozn.red.), což je teplota, při které se zastaví veškerý molekulární pohyb. V suchém stavu se mohou dobře zahřát na teplotu varu vody. Mohou přežít tisíckrát intenzivnější záření než my. A jsou to jediná zvířata, o kterých víme, že dokáží přežít dlouhodobé vystavení vakuu vesmíru,“ uvádí seznam jejich neuvěřitelných vlastností pro The Guardian Thomas Boothby z University of Wyoming.
Přežít špatné podmínky jim pomáhá cukr
Když přijdou špatné podmínky, želvušky vyschnou a zmenší se asi na třetinu své normální velikosti. Přestanou se hýbat, dýchat, dělat vlastně téměř cokoliv. V tomto stavu mohou zůstat želvušky roky. K tomu aby znovu ožily potřebují vodu.
Ve skutečnosti však mají pouze několik týdnů aktivního života. Interval mezi tím, kdy se želvuška narodí a kdy zemře, může být ale velmi dlouhý. Želvuška tak musí mít určité mechanismy, jak přežít sucho bez poškození své DNA a dalších klíčových molekul.
Důležitou molekulou je pro ně cukr trehalóza, o kterém vědci zjistili, že se u želvušek i dalších zvířat, která jsou schopna přežít vyschnutí, akumuluje, když voda opouští tělo a je ničen, když se zvířata rehydratují.
Mohly by být užitečné při vývoji vakcín?
Želvušky mají různé mechanismy vůči stresu (chlad, radiace,…). Boothby uvádí, že jeden z mechanismů je možné si představit jako změnu vnitřku buňky z vody na med, což zpomaluje všechny biologické procesy probíhající uvnitř buňky. Superviskózní prostředí uvnitř buňky tvoří vnitřně neuspořádané proteiny, které některé želvušky vytvářejí. Tyto proteiny jsou dobré při ochraně biologického materiálu. Mohly by tak být užitečné pro skladování léků včetně vakcín.
Jednou z překážek některých vakcín je to, že musí být skladovány v chladu. Mohlo by však být možné je uchovávat při pokojové teplotě za pomoci těchto vnitřně neuspořádaných proteinů, které se zdají býti dobré při ochraně jiných proteinů. Proteiny jsou však vyvinuté tak, aby chránily buňky želvušek, ne vakcíny. Boothbyho tým dělá malé úpravy, aby je optimalizoval pro tento nový účel. Pokud by to šlo dobře, mohla by být tato technologie brzy k dispozici.
„Existuje téměř jistě nesčetné množství dalších mechanismů a triků, které tyto organismy používají ke své ochraně,“ dodává Boothby. Kupříkladu jeden druh dokáže odolávat i intenzivním dávkám ultrafialového záření. K tomu by mu mohla pomáhat fluorescence.
