Lazarus Mikrobe Unsterblichkeit Geheimnis enthüllt

Wissenschaftler haben einen neue genetische Reparatur-Prozess entdeckt, der ermöglicht eine robuste Wüste Mikrobe zu sterben und wieder auferstehen.

Die Feststellung, detailliert in der 28 September-Ausgabe der Zeitschrift Nature, könnte zu neuen Formen der regenerativen Medizin und vielleicht sogar erlauben, dass Wissenschaftler, eines Tages Tote Zellen in unserem Körper wieder zum Leben erwecken.

Deinococcus Radiodurans ist eine so genannte Extremophile Bakterium, das intensive Anfälle von Wärme und UV-Strahlung, die sein Genom in Hunderte von DNA-Fragmente zerbricht überleben kann. Ohne ein Genom ist die Mikrobe effektiv tot, weil es kann nicht für das Leben notwendigen Proteine zu synthetisieren.

In nur wenigen Stunden kann allerdings Deinococcus seines Genoms wieder zusammenbauen und wieder zum Leben.

"Dies ist der erste Fall, ich denke, der lebenden Zelle, die klinisch stirbt – seine DNA wird in kleine Stücke gehackt und es hat keinen Stoffwechsel — wenn ausgetrocknet, und noch, solange es sein Genom rekonstruieren kann, wiederherstellt es sein eigenes Leben," sagte Studie Teammitglied Miroslav Radman der Universität Paris in Frankreich.

Die Mikrobe ist in der Lage, seine bemerkenswerte Leistung da, wie andere Bakterien, es trägt mindestens zwei, manchmal mehr, Kopien seines Genoms und auch weil Strahlung DNA zufällig schädigt. Also, auch wenn beide Kopien des Genoms beschädigt sind, sind nicht sie wahrscheinlich an den gleichen Stellen beschädigt. Mit den richtigen Tools kann eine Mikrobe Stück was war die ursprüngliche Reihenfolge zusammen.

Rückkehr ins Leben

Hier ist, wie es funktioniert: Wenn sie zunächst erschüttert, Deinococcus"Genom wird in zahlreichen doppelsträngigen DNA-Fragmente auseinander gebrochen. Proteine kauen entfernt an den Enden der Fragmente, Erstellen von überhängenden einzelsträngiger DNA "Endstücke." Die Endstücke sind "klebrige enden" genannt, weil sie miteinander kombinieren können. Um zu umgehen, müssen die klebrigen Enden kostenlosen DNA-Sequenzen enthalten.

DNA besteht aus vier Basen oder "Buchstaben", die auf eine bestimmte Weise kombinieren: A immer Paare mit T und G mit C. Also wenn die Sequenz auf eine Heck ATG ist, können es mit einer anderen Rute koppeln deren Abfolge TAC ist. Zwei kostenlose klebrige enden werden natürlich wie Spielzeug Legosteine zusammenpassen.

Die klebrigen Enden erlauben sequenziellen DNA-Fragmente zu linearen, doppelsträngigen Zwischenstücke Form zusammengefügt werden. Ein Protein ordnet dann die Doppelstrang-Stücke in die Arten von kreisförmigen Chromosomen, die charakteristisch für Bakterien sind.

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"Nach Rekonstitution das Genom die Zelle [wieder] aller Proteine, Lipide und Membranen synthetisieren kann und die Zelle wieder auferstehen", sagte Radman.

Menschlichen Anwendungsmöglichkeiten

Obwohl der grundlegende Mechanismus hinter Deinococcus"Winterhärte verstanden, dennoch bleiben viele Rätsel. Zum einen Proteine sind notwendig für DNA-Reparatur und -Synthese, aber Proteine auch durch Strahlung beschädigt werden können. Ist es eine Sache, eine gebrochene Genom zusammenzusetzen, aber wie macht das Deinococcus mit gebrochenen Tools?

"Das ist immer noch ein Rätsel," sagte Radman LiveScience. "Wie kann nach Monaten der Austrocknung und Verbrennungen durch UV-Sonneneinstrahlung in der Wüste, es noch ausreichend Proteinaktivität beginnen, Neuaufbau DNA? Wir wissen nicht."

Eine Möglichkeit ist, dass Deinococcus Proteine sind resistent gegen Austrocknung Art wie Proteine in wärmeliebende Bakterien resistent gegen Temperaturen sind.

Radman glaubt, dass sein Team die Ergebnisse eröffnen die Möglichkeit der Wiederbelebung der toter Zellen in unserem Körper, insbesondere in unserem Gehirn.

"Es ermöglicht uns zum Träumen bringen wieder zum Leben, tot oder in der Nähe von tot Neuronen, nun, rechtmäßig," sagte er.

Einzigartige Strategie

Im Gegensatz zu den meisten Bakterien studierte Biologie, wie E. Coli und Salmonellen wächst Deinococcus ein langsam. Es entwickeln nicht zu schnell teilen, aber robust.

"Es ging den anderen Weg des Kapitalismus – es kümmert sich nicht um Wachstum und schnelle Teilung weil es nicht in der Wüste mit niemandem, konkurrieren" Radman sagte. "Also in diesem Sinne Deinococcus das bakterielle Paradigma der Neuronen, die [meistens] während unserer Lebenszeit teilen nicht."

Wie DeinococcusNeuronen tragen zwei – wenn auch geringfügig – Kopien von ihrem Genom: von Mama und die andere vom Vater. In der Tat enthalten die Zellen in unserem Körper mit Ausnahme von Ei- und Samenzelle zwei Kopien des Genoms. Daher, es möglich, dass eines Tages Wissenschaftler tot Neuronen mit Reparaturmechanismen ähnlich denen von Deinococcusbeschäftigt wiederbeleben konnte, sagte Radman.

"Deinococcus hat einen Weg der Umsetzung seines Genoms wieder zusammen gefunden, und in diesem Sinne könnte eine Glocke für die regenerative Medizin in der Zukunft", sagte er.

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