3 min

Dokážou přežít stav, který by ostatní živočichy zabil. Jejich tělo se dočasně téměř zastaví

Přidejte si obsah Centrum.cz do oblíbených zdrojů pro Google hledání a Google zprávy

Sdílet

Dennívýzva

Půl milimetru velký živočich dokáže ztratit téměř veškerou vodu v těle, zastavit buněčnou aktivitu, a po namočení znovu ožít. Klíčem není jedna molekula, ale jejich souhra.

Dokážou přežít stav, který by ostatní živočichy zabil. Jejich tělo se dočasně téměř zastaví

Zdroj: Foto: Frank Fox - licence CC BY SA 3.0

Obsah článku

Když tým Thomase Boothbyho z University of Wyoming změřil, kolik ochranného cukru trehalózy želvuška Hypsibius exemplaris v suchém stavu skutečně obsahuje, výsledek byl překvapivě nízký: pouhých 0,0019 % suché hmotnosti. U jiných organismů schopných přežít vyschnutí přitom trehalóza tvoří kolem dvaceti procent. Želvuška si přesto poradí. Studie publikovaná v říjnu 2022 v časopise Communications Biology ukázala, že za tím stojí spolupráce trehalózy s proteiny, které se jinde v přírodě nevyskytují, a že teprve jejich kombinace vytváří ochranu silnější, než jakou by nabídla kterákoli složka sama o sobě.

Metabolismus na nule, ale ne navždy

Želvuška při vysychání nepřechází do jakéhosi „úsporného režimu“. Přechází do stavu, kde měřitelná buněčná aktivita prakticky ustává. Odborně se tomu říká anhydrobióza, život bez vody. Tělo se smrští zhruba na pětinu původní velikosti, ztratí téměř veškerou volnou vodu a z pohledu klasické biologie se tvor tváří jako mrtvý.

Rozhodující je ale slovo „reverzibilní“. Po přidání vody se během minut až hodin obnoví normální buněčné funkce. Aby to bylo možné, musí organismus vysychání přežít bez nevratného poškození proteinů, membrán a DNA. A právě tady vstupuje do hry nouzová molekulární výbava.

Málo cukru, hodně spolupráce

Trehalóza, disacharid, který v přírodě slouží jako jakýsi biologický protimrazový a protivysychací prostředek, je u želvušek přítomná, ale v množství, které by samo o sobě nestačilo. V suchém stavu je sice asi pětkrát obohacená oproti hydratovanému tělu, absolutní hodnota je ale zanedbatelná ve srovnání s klasickými anhydrobionty, jako jsou žábronožky rodu Artemia.

Želvuška místo vysoké dávky cukru sází na vlastní sadu proteinů označovaných jako CAHS (cytoplasmic abundant heat soluble). Tyto proteiny patří mezi takzvané vnitřně neuspořádané proteiny – nemají pevnou trojrozměrnou strukturu, a právě díky tomu dokážou při vysychání přecházet do ochranných stavů: tvoří vlákna, hydrogely nebo amorfní sklovité struktury, které stabilizují buněčný obsah.

Klíčový objev Boothbyho týmu spočívá v tom, co se stane, když se obě složky potkají. Při biologicky relevantním poměru přibližně 8 : 1 (trehalóza ku CAHS D) byla ochrana modelového enzymu při vysušení výrazně vyšší, než by odpovídalo prostému součtu efektů obou látek. Synergie, nikoli adice. S běžným proteinem, jako je hovězí sérový albumin, takový efekt nenastal.

Co CAHS proteiny nedělají

Zjednodušená představa zní lákavě: protein drží v buňce víc vody, a tím ji chrání. Jenže navazující studie z roku 2023, publikovaná v Scientific Reports, tuto hypotézu vyvrátila. CAHS D nezadržuje více vody než běžné proteiny. Místo toho se zbytkovými molekulami vody v suchém systému interaguje těsněji, jinak s nimi pracuje, i když jich není víc.

Důležitá je i další nuance: synergie trehalózy a CAHS D nebyla univerzální. U testů s vysušenou mRNA vyšel společný efekt obou látek dokonce antagonisticky. Ochranný mechanismus je tedy patrně specifičtější pro proteiny a enzymy než pro jakýkoli biologický materiál. Žádný „jeden zázračný trik“ neexistuje, existuje sada nástrojů, z nichž každý funguje v jiném kontextu.

Od želvušky k léčivům bez lednice

Praktická hodnota těchto poznatků už opustila laboratoř. V roce 2023 Boothbyho tým prokázal, že mediátory suché tolerance dokážou stabilizovat krevní srážecí faktor VIII při opakovaném vysušení a rehydrataci, teplotním stresu a až deset týdnů suchého skladování bez chlazení. Na University of Wyoming nyní běží navazující projekt zaměřený na skladování RNA-lipidových nanočástic při pokojové teplotě.

Oborový přehled publikovaný v dubnu 2025 v Nature Communications, na němž se Boothby podílel, zmiňuje i vzdálenější cíl: odolnější zemědělské plodiny. Geny desikační tolerance by teoreticky mohly zvýšit schopnost rostlin zotavit se po suchu. Hotová plodina to ale zatím není – jde o výzkumný směr, ne o produkt.

Zdroj: VědaŽivě.cz

Autor: Lukáš Jírovec

Reklama

Další články z VědaŽivě.cz

Starověký počítač ležel dva tisíce let na dně moře. Řekové předběhli dobu o celé věky

Uprostřed jednoho z nejkrásnějších historických měst Portugalska čeká turisty strašný pohled. Kosti, kam se podívají

Nad vchodem do Capela dos Ossos v kostele São Francisco visí nápis, který návštěvníka zastaví dřív než...

Přes 750 000 lidí denně projde budovou navrženou tak, aby je udržela v pohybu, ne aby je nutila rozhlížet se

Grand Central Terminal na Manhattanu funguje od roku 1913 jako obří proudový stroj na davy.

Gepardům nepomáhá jen rychlost. Miminka v Praze jsou raritou, nízká genetická rozmanitost ztěžuje jejich rozmnožování

Méně než 7 100 dospělých gepardů ve volnosti, pouhých 18 % normálních spermií u samců a genom tak...

Zaspal a unikl smrti. Porouchaný budík prý zachránil slavnému skladateli život

Broadwayský skladatel údajně zmeškal odplutí lodi, která o šest dní později skončila na dně Atlantiku.

Tento článek byl publikován ze zdrojů VědaŽivě.cz

Články z VědaŽivě.cz přibližují aktuální dění ve světě vědy, technologií a přírody způsobem, který je srozumitelný i pro čtenáře bez odborného vzdělání. Nabízejí přehled nových objevů, výzkumů a trendů, ale i zajímavosti z každodenního života, které mají vědecké pozadí – od lidského zdraví přes...

Dokážou přežít stav, který by ostatní živočichy zabil. Jejich tělo se dočasně téměř zastaví

Zelenskyj ustoupil USA. Ukrajina náhle změnila cíle útoků, ve hře je velká dohoda

Velká nebeská podívaná. Jak vypadalo zatmění Slunce na různých místech

Kvůli váze ho v případě nouze měli odvážet hasiči. Tomášův boj o život začal na 265 kilogramech

Odešel na procházku a už se nevrátil. Muž, který zachránil thajské hedvábí, zmizel beze stopy

Vyschlý Dunaj vydal těla vojáků. Dva předměty jim mohou po 80 letech vrátit jména