Želvušky jsou maximálně 1 milimetr velcí prakticky nezničitelní bezobratlí. Dokáží přežít opakované zahřátí na 150 stupňů Celsia, několik hodin v kapalném héliu s teplotou blízkou absolutní nule nebo tisíckrát silnější radioaktivitu než člověk. A při tom všem jsou „medvídkovsky“ roztomilé. Nové výzkumy ale ukazují, že mají potenciál pomoci celému lidstvu.
Želvušky jsou téměř nesmrtelné – a vědci teď přenesli jejich geny do lidských
- Po celé planetě se vyskytuje asi 1000 druhů želvušek, v České republice jich máme přibližně 110 druhů.
Superhrdinské schopnosti želvušek jsou vědcům známé už dlouhá léta – ale v poslední době se podařilo objevit mnoho dalších důkazů jejich nezničitelnosti. Želvušky přitom žijí nejčastěji v mechu, takže by se mohlo zdát, že takové vlastnosti ani nepotřebují.
Už krátce po jejich objevení na konci 19. století začali francouzští biologové zjišťovat, že želvušky jen tak nezabijí. Již první pokusy ukázaly, že v normální vařící vodě je neuvaříte: při experimentech přežívaly teplotu až 120 stupňů Celsia, později při dalších pokusech některé druhy dokázaly zvládnout žít i ve vodě horké 150 stupňů.
GALERIE
Fascinující želvušky
Stejně bezproblémově však odolávaly i opačnému extrému – mrazu. Dospělé želvušky přežily i zchlazení na teplotu blízkou absolutní nule (272,8 stupňů pod nulou).
A chlad zvládají i dlouhodobě: Japonci nechali dvě želvušky ve zmraženém stavu při teplotě minus dvacet stupňů po dobu 20 let – po rozmrazení se obě vrátily k normálnímu životu, a jedna se dokonce bez problémů rozmnožila.
Želvušky jsou také odolné ultrafialovému záření a snesou nadměrnou koncentraci různých dusivých plynů, vystavení methylbromidu i etanolu po dobu několika minut.
Ještě pozoruhodnější schopnost odhalili japonští vědci roku 2008: testovali, jak velký tlak želvušky přežijí. Výsledek byl překvapením: 7,5 gigapascalů, které snášely až 6 hodin, totiž odpovídá tlaku 180 kilometrů pod povrchem Země.
To japonské biology vedlo k dalším pokusům: vystavovali želvušky záření – jak radioaktivnímu, tak ultrafialovému. V obou případech snášely mnohem větší dávky než jakýkoliv jiný mnohobuněčný organismus.
Vyvrcholením celé řady experimentů na želvuškách bylo jejich vypuštění do vesmíru – do volného vesmíru bez jakékoliv ochrany. Stalo se to roku 2007 v rámci mise 6/Foton–M3, v níž byly želvušky vystaveny všemu, co vesmír nabízí: přímé radiaci, vysokým teplotám i vakuu. Po návratu na Zemi se většina vrátila k aktivnímu životu: byly schopné příjmu potravy, růst i rozmnožovat se.
V roce 2011 pak byly želvušky vyneseny do vesmíru podruhé, tentokrát v americkém raketoplánu Endeavor. Během tohoto pokusu čelily různým hladinám ionizujícího záření.
Zkoumané želvušky vykazovaly velmi vysokou míru přežití bez ohledu na stav beztíže a kosmické záření. Samice kladly vejce normálního tvaru, která se byla schopna vylíhnout, a novorození jedinci byli zcela normální.
Tajemství nesmrtelnosti
Želvušky využívají triku, jemuž se říká kryptobióza. V tomto stavu se zapouzdří a jejich těla se stávají neproniknutelnou pevností. Ale zdá se, že to není zdaleka jediný trumf, který tito drobní tvorové mají.
V nové studii vydané v odborném časopise Nature Communications popsali japonští genetici, že si želvušky vyvinuly unikátní protein, který chrání jejich DNA před poškozením radiací. Ta se pod jeho ochranou nerozpadá, ale drží při sobě.
S tímto specifickým proteinem pak genetici experimentovali – transplantovali ho do lidských buněk. Výsledek: i v lidských buňkách pak tato ochrana DNA fungovala; poškození se snížilo až o 40 procent.
- Předchozí zkoumání DNA želvušek naznačovala, že až šestina jejich DNA je vypůjčená od ostatních druhů zvířat. Japonský výzkum tuto teorii vyvrátil - zřejmě šlo jen o nečistoty ve vzorcích.
Součástí tohoto výzkumu bylo také rozluštění genomu želvušky s mnohem větší přesností, než se to podařilo v minulosti.
Tento genom v sobě ukrývá mnoho dalších triků, které pomáhají přežívat ve zcela nehostinných podmínkách. Jedním z nich je například velké množství nástrojů, jimiž si želvušky mohou opravovat poškozené části DNA.
Objev nabízí v budoucnu celou řadu praktických aplikací: jak u genetických terapií, tak v transgenetice. Vědci zatím nezkoušeli aplikovat výše popsaný protein do živých organismů, ale pochopitelně o tom již uvažují.
Jaké aplikace se nabízejí?
- Vylepšení lidské DNA by mohlo usnadnit cesty vesmírem: radiace je jednou z největších překážek cesty lidské posádky na Mars a případně dále.
- Přenesení některých charakteristik želvušek na jiná zvířata by mohlo pomoci s jejich odolností vůči řadě rizikových faktorů.