¿Qué hace que estos pequeños “ositos de agua” sean tan duros? Reparan el ADN roto rápidamente.

Para presentarles a sus hijos las maravillas ocultas del reino animal, hace unos años, Anne de Sien se aventuró en su jardín de París. El Dr. De Cian, biólogo molecular, recogió trozos de algas, luego volvió al interior, los sumergió en agua y los colocó bajo un microscopio. Sus hijos miraban a través de la lente extrañas criaturas de ocho patas que trepaban sobre el musgo.

“Quedaron impresionados”, dijo el Dr. De Cian.

Pero aún no ha terminado de lidiar con los pequeños monstruos, conocidos como tardígrados. Los llevó a su laboratorio en el Museo Nacional Francés de Historia Natural, donde ella y sus colegas los golpearon con rayos gamma. Las explosiones fueron cientos de veces mayores que la radiación necesaria para matar a un ser humano. Sin embargo, los tardígrados sobrevivieron y continuaron con su vida como si nada hubiera pasado.

Los científicos saben desde hace mucho tiempo que los tardígrados son extrañamente resistentes a la radiación, pero recién ahora el Dr. De Cien y otros investigadores han descubierto los secretos de su supervivencia. El tardígrado parece ser un experto en la reparación molecular, capaz de volver a ensamblar rápidamente montones de ADN roto, según un estudio publicado el viernes y otro a principios de este año.

Los científicos llevan siglos intentando penetrar las defensas de los tardígrados. En 1776, Lazzaro Spallanzani, un naturalista italiano, describió cómo los animales podían secarse por completo y luego revivir con un chorro de agua. En las décadas siguientes, los científicos descubrieron que los tardígrados podían soportar presiones aplastantes, heladas e incluso volar al espacio exterior.

En 1963, un equipo de investigadores franceses descubrió que los tardígrados podían resistir explosiones masivas de rayos X. En estudios recientes, los investigadores descubrieron que algunas especies de tardígrados pueden soportar una dosis de radiación 1.400 veces mayor que la que se necesitaría para matar a una persona.

La radiación es mortal porque rompe las cadenas de ADN. Los rayos de alta energía que golpean una molécula de ADN pueden causar daño directo; También puede causar caos al chocar con otra molécula dentro de la célula. Esta molécula alterada puede atacar el ADN.

Los científicos sospechan que los tardígrados podrían prevenir o revertir este daño. En 2016, investigadores de la Universidad de Tokio descubrieron Descubrió una proteína llamada Dsup., que parece proteger los genes del tardígrado de los rayos de energía y las moléculas perdidas. Los investigadores probaron su hipótesis colocando Dsup en células humanas y bombardeándolas con rayos X. Las células Dsup resultaron menos dañadas que las células sin la proteína tardígrada.

Esta investigación despertó el interés del Dr. De Cian por los tardígrados. Ella y sus colegas estudiaron los animales que recolectaba en su jardín de París, junto con una especie encontrada en Inglaterra y una tercera de la Antártida. como informaron En enero, los rayos gamma destruyeron el ADN de los tardígrados, pero no lograron matarlos.

Courtney Clark Hachtel, bióloga de la Universidad de Carolina del Norte en Asheville, y sus colegas descubrieron de forma independiente que los tardígrados Terminé con genes rotos. Su estudio fue publicado el viernes en la revista Current Biology.

Estos resultados sugieren que la Dsup por sí sola no previene el daño al ADN, aunque es posible que las proteínas proporcionen una protección parcial. Es difícil saberlo con seguridad porque los científicos todavía están descubriendo cómo realizar experimentos con tardígrados. No pueden diseñar animales sin el gen Dsup, por ejemplo, para ver cómo lidian con la radiación.

«Nos gustaría hacer este experimento», dijo Jean-Paul Concordet, asistente del Dr. de Cien en el museo. «Pero lo que podemos hacer con los tardígrados es todavía bastante primitivo».

Los dos nuevos estudios revelan otro truco de los tardígrados: reparan rápidamente el ADN roto.

Después de que los tardígrados se exponen a la radiación, sus células utilizan cientos de genes para producir un nuevo lote de proteínas. Muchos de estos genes son familiares para los biólogos, porque otras especies (incluidos nosotros) los utilizan para reparar el ADN dañado.

Nuestras células están reparando genes constantemente.. Las hebras de ADN en una célula humana típica se rompen unas 40 veces al día, y cada vez, nuestras células tienen que repararlas.

Los tardígrados producen estas proteínas reparadoras estándar en cantidades asombrosas. “Pensé que esto era ridículo”, recordó la Dra. Clark Hachtel cuando midió sus niveles por primera vez.

La Dra. De Cian y sus colegas también descubrieron que la radiación hace que los tardígrados produzcan una cantidad de proteínas que no se encuentran en otros animales. Por ahora, sus funciones siguen siendo mayoritariamente un misterio.

Los científicos eligieron una proteína particularmente abundante para estudiar, llamada TRD1. Cuando se introdujo en células humanas, pareció ayudar a las células a resistir el daño a su ADN. El Dr. Concordet especuló que TRD1 podría agarrarse a los cromosomas y mantenerlos en su forma correcta, incluso cuando sus hebras comiencen a deshilacharse.

El estudio de proteínas como TRD1 no sólo revelará el poder de los tardígrados, sino que también puede conducir a nuevas ideas sobre cómo tratar trastornos médicos, dijo el Dr. Concordet. El daño al ADN influye, por ejemplo, en muchos tipos de cáncer. “Podríamos beneficiarnos de cualquier truco que utilicen”, dijo el Dr. Concordet.

Al Dr. Concordet todavía le resulta extraño que los tardígrados sean tan buenos para sobrevivir a la radiación. Después de todo, no tienen que sobrevivir en centrales nucleares o cuevas revestidas de uranio.

«Éste es uno de los grandes misterios: ¿por qué estos organismos son resistentes a la radiación en primer lugar?» Él dijo.

El Dr. Concordet dijo que el superpoder de este tardígrado podría ser simplemente una coincidencia inusual. La deshidratación también puede descomponer el ADN, por lo que los tardígrados pueden usar su armadura y reparar proteínas para combatir la deshidratación.

Si bien un parque parisino puede parecer un lugar fácil para vivir, el Dr. Concordet dijo que podría plantear muchos desafíos para los tardígrados. Incluso la desaparición del rocío cada mañana podría ser un desastre.

«No sabemos cómo es la vida en el musgo», dijo.