Бактерия Deinococcus radiodurans — одно из немногих известных науке созданий, способных сопротивляться сверхвысоким дозам радиации. Механизм такой обороны связан с особой биохимией, и о том, как он действует, удалось узнать группе американских учёных во главе с Майклом Дейли (Michael J. Daly) из федерального университета здоровья США (Uniformed Services University of the Health Sciences).
Радиационный «талант» D. radiodurans просто потрясающий: бактерия выживает при поглощённой дозе в 10 тысяч грэй. Для сравнения: 1 тысяча грей делает стерильной культуру кишечной палочки (бактерии Escherichia coli), а для человека смертельна ещё меньшая величина – всего 5 грэй.
При воздействии ионизирующего излучения внутри клетки возникают активные частицы, способные вызвать губительный процесс окисления. Если клетка не успевает удалять из себя эти опасные агенты, то она подвергается действию так называемого окислительного стресса. В результате этого повреждаются её внутренние структуры, нарушается ДНК и, в конечном счёте, клетка гибнет.
Майкл Дейли предположил, что определённую роль в защите могут играть ионы марганца, которые способны ослаблять окислительный стресс. Чтобы проверить это, учёный вместе с коллегами подверг действию излучения устойчивых D. radiodurans и другие бактерии — чувствительные к радиации.
Сравнивая затем их состояние, исследователи пришли к выводу, что больший окислительный стресс переживают те клетки, у которых концентрация марганца меньше.
Объясняя это явление, Дейли сказал, что окислительный стресс связан, в частности, с возникновением радикалов супероксида, которые не могут проникнуть сквозь мембрану и остаются в клетке. Однако под действием ионов марганца происходит реакция, в результате которой супероксид исчезает, но появляется пероксид водорода, который легко выходит через мембрану.
Опираясь на данные предыдущих работ, исследователи пришли к выводу, что D. Radiodurans остаётся живой после облучения не из-за какого-то механизма восстановления ДНК (как полагали ранее некоторые учёные), а благодаря специфическому процессу детоксикации с помощью ионов марганца.
Подробности исследования изложены в статье, опубликованной в PLoS Biology.
О том, какую роль Deinococcus Radiodurans играет в астробиологических изысканиях, читайте в нашем материале.
Заодно узнайте о других экстремофилах — горячих, квадратных, ядовитых, солёных, жарко-железных и тёмно-подземных.
Опасное действие радиации совсем не ограничивается окислительным стрессом