חיידק עמיד לקרינה הנקראDeinococcus radioduransיכול לעמוד במינוני קרינה גבוהים פי אלפי ממה שיהרוג אדם. הסוד מאחורי עמידות זו הוא נוכחותם של אוסף של מטבוליטים פשוטים, המשתלבים עם מנגן ויוצרים נוגד חמצון רב עוצמה. כעת, פרופסור בריאן הופמן מאוניברסיטת נורת'ווסטרן ועמיתיו גילו כיצד נוגד החמצון הזה פועל.
Deinococcus radiodurans. קרדיט תמונה: USU / מייקל דאלי.
התגלה לראשונה בשנת 1956,Deinococcus radioduransהוא אחד מהאורגניזמים העמידים ביותר לקרינה הידועים.
הוא בודד בניסויים שמטרתם לקבוע אם ניתן לעקר מזון משומר באמצעות מינונים גבוהים של קרינת גמא.
במחקר חדש, פרופסור הופמן ומחברים משותפים אפיינו נוגד חמצון סינתטי של מעצב, בשם MDP, אשר נוצר בהשראתDeinococcus radiodurans'חוסן.
הם גילו שהרכיבים של MDP - יוני מנגן, פוספט ופפטיד קטן - יוצרים קומפלקס טרינרי המהווה מגן הרבה יותר חזק מפני נזקי קרינה מאשר מנגן בשילוב עם כל אחד מהרכיבים האישיים האחרים בלבד.
תגלית זו עשויה להוביל בסופו של דבר לנוגדי חמצון סינתטיים חדשים המותאמים במיוחד לצרכי האדם.
היישומים כוללים הגנה על אסטרונאוטים מקרינה קוסמית עזה במהלך משימות בחלל עמוק, הכנה למקרי חירום קרינה וייצור חיסונים מומתים בקרינה.
"הקומפלקס השלישוני הזה הוא המגן המעולה של MDP מפני השפעות הקרינה", אמר פרופסור הופמן.
"אנחנו כבר מזמן יודעים שיוני מנגן ופוספט יוצרים יחד נוגד חמצון חזק, אבל גילוי והבנת העוצמה ה'קסם' שמספקת הוספת הרכיב השלישי היא פריצת דרך."
"מחקר זה סיפק את המפתח להבנה מדוע השילוב הזה הוא כל כך חזק - ומבטיח - מגן רדיו".
במחקרים קודמים, חוקרים גילו זאתDeinococcus radioduransיכול לשרוד 25,000 אפורים (או יחידות של קרני רנטגן וגמא).
אבל, ב, פרופסור הופמן וצוותו גילו שהחיידק - כשהוא מיובש וקפוא - יכול לסבול 140,000 אפורים של קרינה, מינון גדול פי 28,000 ממה שיהרוג אדם.
לכן, אם יש חיידקים רדומים וקפואים קבורים על מאדים, ייתכן שהם היו יכולים לשרוד את המתקפה של קרינה קוסמית גלקטית ופרוטונים סולאריים עד היום.
בהתבסס על מאמציהם להבין את עמידות הקרינה של החיידק, החוקרים חקרו דקפפטיד מעצב בשם DP1.
בשילוב עם פוספט ומנגן, DP1 יוצר את הסוכן שורף רדיקלים חופשיים MDP, אשר מגן בהצלחה על תאים וחלבונים מפני נזקי קרינה.
"הבנה חדשה זו של MDP עשויה להוביל לפיתוח של נוגדי חמצון מבוססי מנגן חזקים עוד יותר עבור יישומים בתחום הבריאות, התעשייה, ההגנה וחקר החלל", אמר פרופסור מייקל דאלי מאוניברסיטת שירותים אחידים.
התוצאותמופיעים בהליכים של האקדמיה הלאומית למדעים.
_____
האו יאנגet al. 2024. הקומפלקס הטרינרי של Mn2+, דקאפפטיד סינתטי DP1 (DEHGTAVMLK), ואורתופוספט הוא נוגד חמצון מעולה.PNAS121 (51): e2417389121; doi: 10.1073/pnas.2417389121
