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Les chercheurs pensent qu’ils détiennent la clé qui explique pourquoi les tardigrades peuvent survivre à presque tout

Les chercheurs pensent qu’ils détiennent la clé qui explique pourquoi les tardigrades peuvent survivre à presque tout

Blickwinkel/Alay album photo

Le tardigrade microscopique, ou ours d'eau, est représenté dans son état actif.

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CNN

Les tardigrades, également connus sous le nom d’ours d’eau, vivent généralement dans certains des environnements les plus difficiles de la planète. Ces animaux microscopiques sont si inhabituels qu'ils ont parcouru le monde Station spatiale internationale Recherche.

Lorsque les choses se compliquent, ces créatures étonnamment puissantes sont capables d'entrer dans une forme d'animation suspendue, appelée « état de tun ». Depuis des décennies. Aujourd'hui, des chercheurs affirment avoir découvert le mystérieux mécanisme qui active le mode survie chez les animaux – et leurs travaux pourraient avoir des implications pour les humains – Selon une nouvelle étude.

Sous l'effet d'un froid extrême ou d'autres conditions environnementales extrêmes, le corps des tardigrades produit des radicaux libres d'oxygène instables et un électron non apparié, également connu sous le nom d'espèces réactives de l'oxygène, qui peuvent endommager les protéines et l'ADN du corps s'ils s'accumulent en excès. (Oui, ce stress oxydatif est le même événement physiologique que celui que vivent les humains. Quand on est stressé Pourquoi les experts en santé suggèrent-ils de manger de grandes quantités de… Myrtilles et autres aliments antioxydants Quand tu as une dure semaine de travail.)

Les chercheurs ont découvert que le mécanisme de survie commence lorsque la cystéine, l'un des acides aminés qui composent les protéines de l'organisme, entre en contact avec ces radicaux libres d'oxygène et est oxydée. Ce processus est le signal qui permet au tardigrade de savoir qu'il est temps de passer en mode protection. Les radicaux libres deviennent, pour ainsi dire, le marteau utilisé pour briser la vitre d'une alarme incendie.

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Les résultats ont été publiés le 17 janvier dans la revue Un plus.

Cette révélation pourrait à terme aider au développement de matériaux capables Répondre à des conditions extrêmes telles que l’espace lointain Smithers, auteur principal de l'étude et chercheur postdoctoral au Dana-Farber Cancer Institute et à la Harvard Medical School de Boston, ou des traitements qui pourraient désarmer les cellules cancéreuses.

RoyaltyStockPhoto/Bibliothèque de photos scientifiques RF/Getty Images

L'illustration montre un tardigrade dans son état inactif lorsqu'il entre dans son mode de protection « réglé » contre les facteurs de stress.

dans Des habitats impitoyables Aussi divers que l'Antarctique, les sommets des montagnes et les cheminées des grands fonds, les tardigrades rencontrent Température extrême Ou bien la sécheresse rétractera leurs huit bras et réduira la quantité d’eau qu’ils stockent.

Les tardigrades rétrécissent jusqu'à un quart de leur taille normale. Les invertébrés linéaires et quelque peu trapus se transforment en boules protectrices et sèches à l’état toon, où ils se cachent dans des environnements qui tueraient la plupart des autres formes de vie.

Smithers et des chercheurs de l'Université de Caroline du Nord à Chapel Hill et de l'Université Marshall à Huntington, en Virginie occidentale, ont déclaré avoir commencé à étudier ce phénomène grâce à un nombre croissant de publications suggérant que la cystéine était impliquée dans le déclenchement du processus de crise.

« Quand nous avons examiné la liste de toutes ces conditions folles auxquelles les tardigrades peuvent survivre – espace, dans le vide, forte concentration de sel comme lorsque l'océan commence à s'évaporer – la seule chose qui reliait vraiment toutes ces choses était les espèces réactives de l'oxygène, « , a-t-il déclaré. Smithers. « C'était en fait un moment eurêka. »

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Au cours de la dernière décennie, les chercheurs ont commencé à réaliser que les espèces réactives de l’oxygène, les radicaux libres qui étaient autrefois considérés comme un « problème », a déclaré Smithers, peuvent être « vraiment importantes pour que notre corps fonctionne et puisse s’adapter à différents stress ».

Des études antérieures ont montré qu'au lieu que les radicaux libres aident à initier le processus d'ajustement en guise de protection contre les facteurs de stress, les tardigrades se protégeaient eux-mêmes des radicaux libres. Smithers et ses collègues ont découvert que la production de radicaux libres par le corps fait plutôt partie du processus visant à aider le tardigrade à se protéger en se recroquevillant en une boule dure résistante à la chaleur, au froid ou à d'autres facteurs environnementaux extrêmes.

« Nous avons eu cette idée (que) peut-être ces espèces signalent aux tardigrades d'entrer dans leur état de contrôle », a-t-elle déclaré.

Avant de mettre en place le processus plus long utilisé dans l'étude, Smithers a invité une étudiante de premier cycle à l'aider à mener une expérience rapide et à tester ses premières hypothèses sur les espèces réactives de l'oxygène et leur rôle dans l'initiation de la formation de tun.

Amanda Smithers

Les invertébrés microscopiques vivent dans des environnements aussi divers que l’Antarctique, les évents des grands fonds, les sommets des montagnes et les forêts tropicales humides. Deux ours d'eau actifs sont représentés.

Smithers a demandé à l'étudiant d'aller dans une pharmacie et de se procurer du peroxyde, un radical libre courant. Pendant que Smithers regardait l'expérience via FaceTime, l'étudiant a laissé tomber du peroxyde sur un ours d'eau pour voir ce qui se passerait.

« Tout d'un coup, il a commencé à appuyer. Ses jambes ont commencé à entrer dans son corps. Il a commencé à se contracter. C'est devenu le terrain parfait auquel nous nous attendons », a déclaré Smithers.

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La recherche ne vise pas uniquement à découvrir comment les animaux survivent dans les environnements difficiles dans lesquels ils vivent souvent. Smithers a déclaré que les résultats pourraient aider les chercheurs à développer des matériaux capables de répondre à des conditions extrêmes, tels que des équipements techniques de pompiers pouvant créer une barrière de protection. Lorsque les conditions deviennent trop dures – ou le développement de meilleurs traitements de chimiothérapie pour détruire les tumeurs malignes en désactivant les mesures de protection qui rendent très difficile la destruction des cellules cancéreuses.

Cette découverte est enthousiasmée par le Dr William R. Miller, professeur adjoint de recherche à l'Université Baker de Baldwin City, au Kansas. Miller, qui a étudié et écrit sur les tardigrades, n'a pas été impliqué dans cette recherche.

« Ce serait formidable de trouver d'autres moyens d'utiliser ces mécanismes pour contrôler le cancer », a déclaré Miller.

Miller s'est dit impressionné par la capacité de Smithers à imaginer des moyens par lesquels la recherche sur les tardigrades pourrait être mise en œuvre dans la recherche sur le cancer et dans d'autres domaines. Il a ajouté qu'il fallait « un autre niveau de raison et de réflexion pour trouver le transfert d'une technologie ou d'un ensemble de choses vers une technologie très lointaine. Nous avons besoin de davantage de cela ».

Jenna Schwewer Il est écrivain, éditeur et producteur audio indépendant à Anchorage, en Alaska, qui se concentre (principalement) sur la science, l'art et les voyages.