Vrsta bakterije zvana Deinococcus radiodurans, nazvana "Conan bakterija" zbog svoje sposobnosti da preživi najteže ekstreme, može izdržati doze zračenja 28.000 puta veće od onih koje bi ubile ljudsko biće - a tajna njenog uspjeha je ukorijenjena u antioksidans.
Sada su otkrili kako antioksidans djeluje, otključavajući mogućnost da se može koristiti za zaštitu zdravlja ljudi, kako na Zemlji, tako i onih koji u budućnosti istražuju izvan nje.
Antioksidans se sastoji od jednostavne skupine malih molekula zvanih metaboliti, uključujući mangan, fosfat i mali peptid ili molekulu aminokiselina.
Zajedno, ova moćna trilogija učinkovitija je u zaštiti od zračenja od mangana u kombinaciji sa samo jednom od ostalih komponenti, prema novoj studiji objavljenoj u ponedjeljak u Proceedings of the National Academy of Sciences, prenosi CNN.
Otkrivanje tajne antioksidansa
Otkrića bi se mogla koristiti za zaštitu astronauta od visokih doza kosmičkog zračenja u budućim misijama u dubokom svemiru širom našeg Sunčevog sistema, prema autorima studije.
„Odavno znamo da joni mangana i fosfat zajedno čine snažan antioksidans, ali otkriće i razumijevanje 'magične' moći koju pruža dodatak treće komponente je proboj. Ova je studija pružila ključ za razumijevanje zašto je ova kombinacija tako moćan — i obećavajući — radioprotektant," rekao je koautor studije Brian Hoffman, profesor hemije Charles E. i Emma H. Morrison i profesor molekularnih bioznanosti na Sveučilištu Northwestern Weinberg College, u saopćenju.
Prethodna istraživanja su pokazala da Deinococcus, poznat kao oblik života najotporniji na zračenje u Guinnessovoj knjizi rekorda, može preživjeti izvan Međunarodne svemirske stanice tri godine. Otporne bakterije također mogu izdržati kiselinu, hladnoću i dehidraciju.
Hoffman i Michaely Daly, profesori patologije Uniformed Services Sveučilišta zdravstvenih znanosti, također su pokazali nevjerovatnu sposobnost preživljavanja bakterije. Izvještaj iz oktobra 2022., koje je dvojac izradio s timom istraživača, pokazalo je da su Deinococcus ikad postojali na Marsu, zamrznuti mikrobi mogli preživjeti milione godina.
Za prethodnu studiju tim je mjerio količinu antioksidansa mangana u ćelijama. Istraživači su otkrili da je količina zračenja koju mikroorganizam može preživjeti izravno povezana s njegovom količinom antioksidansa mangana. Što je više antioksidansa mangana prisutno, to je veća otpornost na zračenje.
Kada se osuši i zamrzne, Deinococcus radiodurans može preživjeti 140.000 graya, odnosno jedinica rendgenskog i gama zračenja, što je 28.000 puta više od količine zračenja koja bi mogla ubiti čovjeka.
Metaboliti u MDP-u stvaraju "tajni umak"
Za najnovije istraživanje, Hoffman, Daly i njihovi kolege koristili su MDP, ili zaštitnik izveden iz melatonina, sintetski antioksidans inspiriran Deinococcus radioduransom koji je Daly dizajnirao. Ovaj antioksidans korišten je u polivalentnim vakcinama inaktiviranim zračenjem, koja se oslanjaju na zračenje za zaustavljanje patogena poput klamidije. Daly, koji je godinama proučavao Deinococcus radiodurans, također je u Odboru Nacionalnih akademija za planetarnu zaštitu.
Istraživački tim analizirao je kako aktivne komponente MDP-a, uključujući mangan, fosfat i peptid nazvan DP1, štite stanice i proteine od izloženosti zračenju. Kada se peptid i fosfat vežu na mangan, stvaraju ternarni ili trostruki kompleks koji je vrlo učinkovit u zaštiti od zračenja. Zajedno, metaboliti u MDP-u stvaraju "tajni umak", rekao je Hoffman.
Doktorica Tetyana Milojevic, voditeljica egzobiologije na Sveučilištu Orléans u Francuskoj, rekla je da studija pruža nove uvide u to kako se radioprotektivni štitovi mogu stvoriti metabolitima i potencijalno poboljšati u budućnosti. Tetyana nije bila uključena u studiju.
"Ovo novo razumijevanje MDP-a moglo bi dovesti do razvoja još snažnijih antioksidansa na bazi mangana za primjenu u zdravstvu, industriji, odbrani i istraživanju svemira", rekao je Daly.
Daly je primijetio da bi astronauti u misijama dubokog svemira bili izloženi visokim razinama zračenja, prvenstveno od energetskih čestica koje putuju kroz svemir zvanih kozmičke zrake.
"MDP, budući da je jednostavan, isplativ, netoksičan i vrlo učinkovit radioprotektor, mogao bi se davati oralno kako bi se ublažili rizici od svemirskog zračenja", rekao je.
Na Zemlji bi se antioksidans mogao koristiti za zaštitu od nesreća koje oslobađaju radijaciju.
Sada, tim je znatiželjan vidjeti postoji li ovaj trostruki kompleks iza Deinococcusovog antioksidansa u stanicama drugih organizama, i ako postoji, mogu li oni biti odgovorni za otpornost na zračenje u njima, rekao je Hoffman.
