Ученые раскрыли секрет невероятной радиационной устойчивости микроба из гидротермальных источников

Ученые выяснили, что один из самых устойчивых к радиации организмов на Земле, архей Thermococcus gammatolerans, развил эту невероятную способность не в условиях ядерных катастроф, таких как Чернобыль или Фукусима, а в совершенно другом, экстремально горячем месте. Этот микроорганизм, обитающий на глубине около 2600 метров в гидротермальных источниках Гуаймас в Калифорнийском заливе, способен выдержать дозу радиации в 30 000 грей, что в 6000 раз превышает смертельную для человека дозу.

Впервые обнаруженный десятилетия назад с помощью подводного аппарата, T. gammatolerans был идентифицирован благодаря своей уникальной особенности: в лабораторных условиях он продолжал расти даже после облучения гамма-радиацией от цезия-137 в невероятной дозе 30 000 грей. Долгое время оставалось загадкой, почему микроорганизм, живущий в среде, далекой от радиации, обладает такой сверхспособностью. Изначально ученые предположили, что в его геноме будет обнаружено необычайно большое количество генов, отвечающих за защиту и восстановление ДНК. Однако исследование 2009 года показало, что набор механизмов репарации у T. gammatolerans оказался на удивление обычным и ничем не примечательным.

Разгадка пришла позже, когда ученые сосредоточились на самом процессе повреждения. В 2016 году команда исследователей облучала колонии архея дозами до 5000 грей и обнаружила, что, хотя гамма-лучи и наносят вред его ДНК, окислительные повреждения от свободных радикалов были значительно ниже ожидаемых. Более того, большая часть этих повреждений устранялась в течение часа благодаря ферментам восстановления, которые находились в состоянии постоянной готовности.

Секрет такой эффективной защиты и ремонта, по мнению ученых, кроется в среде обитания T. gammatolerans. Жизнь возле гидротермальных источников, где температура достигает 88 градусов Цельсия, а химический состав насыщен соединениями серы, подвергает организм постоянному тепловому и химическому стрессу, а также воздействию активных молекул, которые тоже могут повреждать ДНК.

Таким образом, системы, позволяющие архею выживать в кипящей, лишенной кислорода темноте на дне океана, оказались "достаточно хорошими", чтобы попутно обеспечить ему и невероятную устойчивость к ионизирующему излучению. Эволюция, готовившая его к одним условиям, сделала его непревзойденным специалистом по выживанию в других, став одним из тех редких примеров, когда "достаточно хороший" механизм оказывается поистине экстраординарным.