A medveállatkák a természet legnagyobb túlélői közé tartoznak. A medveállatkák (Tardigrada) közeli rokonságban állnak az ízeltlábúakkal, de több fontos tulajdonságukat tekintve is eltérnek tőlük. Jelenleg több mint 1000 fajukat ismerjük, ebből Magyarországon nagyjából 100 él. A medveállatkák felépítésére jellemző a testüket fedő kemény kutikulapáncél, valamint az azt kifeszítő hidrosztatikus váz. Ragadozók és növényevők egyaránt előfordulnak közöttük. Először J. A. Goeze jegyezte le őket 1773-ban, és kis vízimedvéknek keresztelte el őket (angolul ma is „water bear”-nek nevezik ezeket az apró lényeket). A tudományos nevük, a Tardigrada, amelyet Spallanzanitól kaptak, lassan lépkedőt jelent.

Ezek az élőlények hihetetlen dolgokra képesek: 6 órán át kibírják a 100 °C-os levegőt, és 20 hónapig életben maradnak -200 °C-ra lefagyasztva. Az abszolút nulla fokot megközelítő -272 °C-ot is elviselik pár percig. Túlélik ezen kívül a folyékony nitrogénben és a folyékony héliumban történő fürdőzést, sőt a gyors hőmérséklet-változás sem probléma a számukra: elviselik, ha 15 perc alatt -190°C-ról +151°C-ra melegítik őket. Ezek után nem meglepő, hogy a forrásban lévő víz meg se kottyan nekik, de az már talán az, hogy a forrásban lévő alkohol sem. Egyes példányok a 570 000 rad röntgensugárzást is túlélték (az összehasonlítás kedvéért: 500 rad sugárzás már halálos az emberi szervezet számára). De elviselik a földi ultraibolya sugárzás 1000-szeresét, a gamma-sugárzást, valamint a rendkívül erős elektromágneses sugárzást is. A szélsőséges nyomásértékek sem ölik meg őket: a földi légköri nyomás 300-szorosát is elviselik, vákuumban pedig 7 hónapig is életben maradnak. Elképesztő, de a mérgező gázok sem végeznek velük: ellenállnak a metil-bromidnak, a szén-dioxidnak, valamint a hidrogén-szulfidnak is. Az se gond nekik, ha savakban vagy oldószerekben fürdetik őket.

Az régóta a kutatások fókusza, hogy mégis mi ezen élőlényeknek a titka. 2020-ban pedig úgy tűnik, hogy sikerült ezt is megfejteni – erről a lentebbi cikkünkben írtunk részletesebben. A lényeg röviden annyi, hogy a kutatók felfedeztek több, kizárólag a medveállatkákra jellemző fehérjét. A tardigrade-specific intrinsically disordered proteins (TDP) érdekessége a nevükben is látszik: ezek a Tardigradákra jellemző fehérjék a természetüknél fogva rendezetlenek. Mindez azért különös, mert a fehérjék jellemzően éppen az adott alakjuk segítségével tudják bizonyos biológiai funkcióikat betölteni. Ha például egy fehérje kicsapódik (denaturáció), az azt jelenti, hogy a globuláris fehérjének megváltozik a térszerkezete, és emiatt elveszti a biokémiai hatását. A TDP azonban eleve nem bír ilyen térszerkezettel, ezért is rendezetlen. Mivel pedig rendezetlen, így tönkremenni sem tud vagy legalábbis sokkal nehezebben, mint az élőlényekben egyébként előforduló fehérjék kiszáradás esetén. A kedvezőtlen körülmények ellen ugyanis a medveállatkák kiszáradással védekeznek, de a TDP fehérjéknek hála a sejtjeik nem a szokásos mód kikristályosodnak és tönkremennek, hanem “megüvegesednek” vagyis egyfajta hibernációba kerülnek, amely állapotból nedvesség hatására visszatérhetnek.

Ezért élnek túl szinte bármit a medveállatkák Sem a forrásban lévő víz, sem a forró alkohol, sem a szélsőségesen alacsony hőmérséklet, de még az embert könnyedén elpusztító radioaktív sugárzás sem képes az állatvilág legnagyobb túlélőivel végezni. Hogyan csinálják? Talán megvan a válasz.

Habár a 2020-as tanulmány kiáltana azután, hogy saját magunkat, embereket is módosítsuk ezekkel a fehérjékkel, akkor még csak gyógyszeripari alkalmazás merült fel: különböző szerek tartósítására használták volna ezt a felfedezést. Ennek pedig jó oka van, kezdésként például az, hogy az emberi szervezet sokkal bonyolultabb, mint egy medveállatka, így ezen funkció sem “ültethető át” egy az egyben.

Kínai katonai tudósok azonban bizakodóak, és mint azt a Popular Mechanics írja, belevágtak egy olyan kísérletsorozatba, mely végén a remények szerint a nukleáris sugárzásra fittyet vető kínai szuperkatona áll. A lap információi szerint a kutatás már eljutott arra a szintre, hogy Tardigrada DNS-t ültettek be emberi őssejtbe, majd ezt sikeresen tesztelték röntgensugárzásban.

A PM az információit egyébként a South China Morning Post-ban közölt, a Chinese in Military Medical Sciences című lapban publikált tanulmányból szerezte. Eszerint, mint azt az SCMP írja:

“A kutatók azt mondták, hogy ennek a példátlan kísérletnek a sikere rendkívül ellenálló katonákhoz vezethet, akik túlélik a nukleáris csapást is.”

A PM cikke úgy látja, hogy ha tehát a medveállatkák ellenállását szavatoló mechanizmust sikerül átültetni az emberekre, akkor az áhított szuperkatona sem elérhetetlen cél. Na de nézzük a kutatást magát! A hír szerint CRISPR/Cas9 génszerkesztés útján sikerült úgy módosítani mesterségesen tenyésztett (erre a törvények miatt volt szükség) emberi őssejtek DNS-ét, hogy azokba bekerültek azok a gének, amelyek a fentebb említett TDP-fehérjéket kódolják. Ezután az őssejtek kibírták az egyébként rájuk nézve halálos mértékű röntgensugárzást is.

A PM megemlíti azt is, a kutatást leíró cikk alapján nem csak tiszta génátvitel történt – vagyis az új sejtek normálisan működtek –, hanem a sejtnövekedés megnövekedett ütemét is megállapították. Magyarán a sejtek nem vesztettek funkciót, életképesek maradtak a génátültetés után is, de az eljárás eredményeképpen bizonyos mértékű sejtburjánzás tapasztalható volt. A kutatók mindenesetre a kísérlettel a következő szakaszba lépnek, ami még természetesen nem maga a szuperkatona.

A PM még kitér arra is, hogy ha ebből az őssejtből mondjuk emberi “vérsejtet” hoznak létre, akkor a Tardigrada gének segíthetnek elkerülni az akut sugárbetegséget, sőt potenciálisan segíthetnek más betegségek kivédésében is.

Kérdés, hogy kisülhet-e mindebből kínai szuperkatona? Az biztos, hogy Kína ilyen céllal egy ideje már állítólag kacsingat erre a technológiára, viszont eleve maga a CRISPR technológia is kérdéses, hogy mennyire működik olyan összetett élőlény esetén, mint az ember. 2020-ban például a Francis Crick Intézet fedezte fel, hogy humán embriók esetén nagyjából az esetek felében kísérték a szerkesztést nem szándékozott génmutációk – tehát olyan változások jelentenek meg a génekben, amelyekre a kutatók sem számítottak.

Rettenetesen balul sült el a humán embrión végzett génmódosító kísérlet A már sokszor használt CRISPR technológiával szeretett volna egy londoni labor génmódosítást végezni emberi magzatokon. A kísérlet olyan rosszul végződött, hogy teljesen megkérdőjeleződik az embriók génszerkesztésének a jövője.

Arról nem is beszélve, hogy amíg tehát a Tardigrada relatíve egyszerű felépítésű élőlény, addig a mi esetünkben igen komplex fiziológiai hatásai lehetnek annak, ha bizonyos sejtjeink egyszerre csak “megüvegesednek” – így a szuperkatona jó eséllyel legalábbis nem zörgeti türelmetlenül még a jelenlegi technológia nagykapuját.

(Kép: Pixabay/TheDigitalArtist)