Суперкомпьютерное моделирование раскрыло секрет стойкости тихоходок

Тихоходки – это микроскопические восьминогие животные, которых иногда называют водяными медведями. Они живут во мхе по всему миру, что также вдохновило на причудливое и откровенно млекопитающее название «Моховой поросенок».

 

Ни одно млекопитающее не способно пережить то, что терпит тихоходка. Под воздействием экологического стресса, такого как обезвоживание или экстремальные температуры, они сжимаются до состояния «бочки», в котором их метаболизм практически останавливается. В этом состоянии они могут выжить без воды в течение десятилетий, выдерживают высокие дозы гамма и рентгеновского излучения и выдерживают температуры от -272 °C до +150 °C. Они также пролетели 10 дней в космическом вакууме.

 

У большинства других организмов стрессы такого рода разрушают ДНК в клетках, но тихоходки имеют белок-супрессор повреждений (Dsup), который каким-то образом защищает ДНК. Теперь исследовательница Марина Мингес-Торал и ее коллеги из Центра биотехнологии и геномики растений в Мадриде, Испания, провели симуляцию взаимодействия между Dsup и ДНК, которая предлагает объяснение.

 

Команда смоделировала систему из двух молекул Dsup и ДНК, состоящую из более чем 750 тысяч атомов, что потребовало «дней и дней» на суперкомпьютере.

 

«Уравнения движения должны быть решены для каждого из этих атомов 50 миллионов раз, чтобы получить симуляцию продолжительностью 100 наносекунд», — рассказала Мингес-Торал.

 

Моделирование исследователями всех атомов в белке и всех их электростатических взаимодействий показывает, что белок «по своей природе неупорядочен» и очень гибок, и, кажется, может регулировать свою структуру, чтобы точно соответствовать форме ДНК.

 

«Наше исследование показывает, что электрические эффекты, лежащие в основе притяжения положительно-отрицательного заряда, определяют динамику структурных изменений Dsup при его взаимодействии с ДНК», — отметила Мингес-Тораль. «Мы считаем, что эта электрическая защита имеет первостепенное значение для защиты ДНК от радиации».

  

Ранее ГЛАС писал о том, что в брюхе доисторического морского хищника, которого обнаружили недавно в Китае во время проведения раскопок, обнаружили другое животное – довольно неплохо сохранившуюся рептилию.