17 de enero de 2024
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Los tardígrados son animales microscópicos que pueden sobrevivir a una serie de condiciones que son demasiado extremas para ocurrir en la Tierra, y los científicos quieren aprender sus secretos.
Microscopio electrónico de barrido de tardígrado.
Los diminutos tardígrados tienen tres motivos para ser famosos: su apariencia encantadoramente rechoncha, sus deliciosos nombres comunes (oso de agua y lechón musgo) y su sorprendente resistencia frente a amenazas que van desde el vacío del espacio hasta temperaturas cercanas al cero absoluto.
Ahora los científicos han identificado un mecanismo clave que contribuye a resiliencia de los tardígrados-a especie de interruptor molecular eso desencadena un resistente estado latente del ser. Los investigadores esperan que el nuevo trabajo, publicado el 17 de enero en la revista MÁS UNO, fomentará una mayor exploración de la capacidad de las criaturas microscópicas para soportar condiciones extremas.
“Ha abierto un enorme repertorio de experimentos que ahora podemos realizar”, dice Leslie Hicks, química de la Universidad de Carolina del Norte en Chapel Hill y coautora del estudio.
La investigación comenzó cuando, por capricho, el coautor Derrick Kolling, químico de la Universidad Marshall, colocó un tardígrado en una máquina que detecta “radicales libres”, o átomos que contienen electrones desapareados. Y vio que tales átomos se producían en el oso de agua. Ese hallazgo no es sorprendente porque los procesos metabólicos normales de un animal, así como los factores estresantes ambientales como fumar y otros contaminantes, crean radicales libres dentro de las células.
Cuando se acumulan, los radicales libres (sobre todo las formas reactivas de oxígeno) arrebatan electrones de su entorno para lograr estabilidad en un proceso conocido como oxidación. En el proceso, estos radicales dañan las células y compuestos como ADN y proteínas. Pero en pequeñas cantidades, los radicales libres pueden actuar como moléculas de señalización, dice Hicks, y sus estudios de laboratorio muestran cómo estos átomos afectan el comportamiento de una célula al adherirse y desprenderse de una variedad de proteínas.
Cuando Kolling le contó a Hicks que había visto radicales libres en un tardígrado, Hicks se preguntó si estos átomos podrían desempeñar un papel en la resistencia del animal. El equipo ideó varios experimentos para exponer temporalmente a los ositos de agua a condiciones que inducen estrés y producen radicales libres, incluidos altos niveles de sal, azúcar y peróxido de hidrógeno.
Bajo estas formas de estrés, los tardígrados se acurrucan en un estado protector temporal de latencia llamado tun. “Cuando hay mucho estrés, son maestros en protegerse”, dice Kolling. Los investigadores monitorearon si los tardígrados entraron en su estado protector y, de ser así, si podían recuperarse y reanudar su actividad normal cuando las condiciones mejoraran.
Hicks estudia la señalización de interacciones entre radicales libres y cisteína, un componente clave de las proteínas, y se preguntó si el mecanismo podría desempeñar un papel en la formación de tun. Entonces, los científicos expusieron a los tardígrados a diferentes tipos de moléculas que se sabe que bloquean la oxidación de la cisteína, como los científicos llaman la unión por un radical libre. En condiciones estresantes, con la cisteína no disponible para los radicales libres que se producen, los tardígrados no podían formar túnidos.
Kazuharu Arakawa, científico de la Universidad de Keio en Japón, que estudia los tardígrados, dice que el nuevo trabajo se alinea con investigaciones anteriores que muestran el papel de la oxidación de la cisteína en un mosquito conocido por resistir la desecación total o el proceso de desecación. Las similitudes sugieren que el mecanismo puede ser un desencadenante común de los tuns y otras formas de inactividad resistente, un fenómeno que los científicos llaman criptobiosis.
Aún así, los investigadores dicen que queda mucho más trabajo por hacer para comprender cómo actúan los radicales libres en los tardígrados. El resistente estado tun no es la única táctica que utilizan los osos de agua para sobrevivir al estrés ambiental, y el equipo planea estudiar estas otras estrategias en detalle. Los investigadores también planean estudiar otras especies de tardígrados (usaron sólo Hypsibius ejemplaris). Esperan descubrir que la oxidación de cisteína se utiliza ampliamente entre los animales.
Hicks dice que, a largo plazo, espera que el trabajo pueda servir de base para estudios sobre el envejecimiento y los viajes espaciales, que implican que los radicales libres dañan la maquinaria celular vital, como el ADN y las proteínas.