Als beerdiertjes in ongunstige omstandigheden terechtkomen, leiden hoge concentraties van vrije radicalen ertoe dat eiwitten van functie en structuur veranderen. De beestjes komen in een slapende toestand, waardoor ze ontberingen kunnen doorstaan.
Beerdiertjes (Tardigrada), zijn microscopisch kleine ongewervelde diertjes van ongeveer een halve millimeter groot. In extreme omstandigheden, zoals intense straling of temperaturen ver onder het vriespunt, verschrompelen ze tot droge balletjes, die tonnetjes worden genoemd. Op die manier kunnen ze de barre omstandigheden overleven.
Onderzoekers hebben nu ontdekt hoe dat precies werkt. In ongunstige omstandigheden maken beerdiertjes vrije radicalen aan. Moleculaire sensoren in hun cellen detecteren wanneer de beerdiertjes te veel van deze schadelijke moleculen maken. Als dat gebeurt, veranderen de structuur en functie van bepaalde eiwitten, en vallen de diertjes in een soort diepe winterslaap.
‘Ik probeer robots te ontwikkelen die ook echt een nieuwe stap maken’
Hoe werkt vliegen? Dat lijkt een simpele vraag, maar voor luchtvaarttechnicus en bioloog David Lentink is het een levenslange zoektocht.
‘Beerdiertjes gedijen niet goed onder extreme omstandigheden, maar kunnen ze wel overleven’, zegt scheikundige Derrick Kolling van de Marshall-universiteit in de Verenigde Staten. ‘We wilden begrijpen hoe ze dat doen.’
Vrije radicalen
Om de tonfase te stimuleren, stelden Kolling en zijn collega’s beerdiertjes bloot aan hoge concentraties waterstofperoxide, suiker of zout, of temperaturen van min 80 graden Celsius. In reactie op deze stress produceerden de beerdiertjes schadelijke, zeer reactieve moleculen die vrije zuurstofradicalen worden genoemd.
De vrije radicalen reageren vervolgens met andere moleculen, zegt collega Leslie Hicks, werkzaam als biochemicus aan de Universiteit van North Carolina in de VS. Het team ontdekte dat de vrije radicalen het aminozuur cysteïne oxideren, een van de bouwstenen van eiwitten in het lichaam. Door deze reactie veranderen eiwitten van structuur en functie, en vallen de beerdiertjes in een diepe slaap. Het onderzoek verscheen recent in het wetenschappelijke tijdschrift PLOS ONE.
Wakker
Toen de onderzoekers de omstandigheden voor de beerdiertjes vervolgens weer verbeterden, was het cysteïne niet langer geoxideerd en ontwaakten de beerdiertjes weer uit hun slaap.
In vervolgexperimenten verhinderden de onderzoekers de oxidatie van cysteïne. De beerdiertjes konden dan niet in de slaaptoestand komen. ‘Cysteïne werkt als een soort regulerende sensor’, zegt Hicks. ‘Door cysteïne kunnen beerdiertjes hun omgeving aanvoelen en reageren op stress.’
‘Of dit een universeel geconserveerd beschermingsmechanisme is, en of dit geconserveerd blijft tussen de verschillende soorten beerdiertjes, dat zijn nog belangrijke vragen’, zegt Hicks. De antwoorden hierop kunnen helpen om het verouderingsproces beter te begrijpen en misschien zelfs om langdurige ruimtereizen te kunnen maken, zegt ze.
