Aufbauend auf der Fähigkeit eines Organismus als Reaktion auf Bestrafung von einer feindlichen Umgebung zu entwickeln , haben die Wissenschaftler das Modell -Bakterium Escherichia coli , drastisch wider ionisierender Strahlung und , in den Prozess, zeigen die genetischen Mechanismen , die das Kunststück zu ermöglichen entlockt .
Die Studie, die in der Online-Zeitschrift veröffentlicht eLife liefert Hinweise darauf, dass nur eine Handvoll von genetischen Mutationen geben E. coli die Fähigkeit, Strahlendosen , die ansonsten Untergang würde die Mikroben widerstehen. Die Ergebnisse sind wichtig, weil sie Auswirkungen auf ein besseres Verständnis , wie Organismen Schäden durch elektrische Strahlung Zellen und repariert beschädigte DNA zu widerstehen .
" Was unsere Arbeit zeigt, ist, dass die Reparatursysteme können anpassen und diese Anpassungen tragen viel zum Strahlungswiderstand ", sagt University of Wisconsin- Madison Biochemie Professor Michael Cox, der leitende Autor der eLife Bericht .
In früheren Arbeiten , Cox und seine Gruppe , die Arbeit mit John R. Battista , einem Professor der biologischen Wissenschaften an der Louisiana State University, hat gezeigt, dass E. coli konnte weiterentwickeln, um ionisierende Strahlung , indem Kulturen des Bakteriums , um hochradioaktives Isotop Kobalt wider 60 . "Wir gestrahlt die Kulturen bis 99 Prozent der Bakterien waren tot. Dann würden wir erwachsen werden die Überlebenden und sprengen sie wieder. Das haben wir zwanzig Mal ", sagt Cox.
Das Ergebnis waren E. coli in der Lage, dauerhaft bis zu vier Größenordnungen mehr ionisierende Strahlung , so dass sie ähnlich wie Deinococcus radiodurans , der Wüste lebende Bakterium in den 1950er Jahren gefunden bemerkenswert resistent gegen Strahlung sein. Das Bakterium ist in der Lage zu überleben, mehr als tausend Mal die Strahlendosis , die einen Menschen töten würde . " Deinococcus hauptsächlich entwickelt , um ein Austrocknen , keine Strahlung überleben" Cox sagt: " so, wenn die Bedingungen stimmen , kann es Schäden sehr schnell reparieren und wieder wachsen . "
Das Verständnis der molekularen Maschinerie, die einige Organismen überleben , was ansonsten letalen Dosen von Strahlung ermöglicht ist wichtig, weil die gleichen Bakterien Maschinen, Reparaturen DNA und schützt die Zellen in Mikroorganismen in Menschen und anderen Organismen vorhanden ist. Obwohl Drehen der neuen Erkenntnisse in die Anwendung ist in der fernen Zukunft , könnten die Ergebnisse letztlich Designer Mikroben in der Lage zu helfen, sauber radioaktiver Abfälle Sites oder machen Probiotika, die Patienten, die Strahlentherapie für einige Krebsarten helfen könnte bei.
Die neue Studie zeigt, dass Organismen aktiv genetische Schäden durch ionisierende Strahlungen zu reparieren. Vor der neuen Arbeit, dachten die Wissenschaftler, die Fähigkeit von Zellen, Strahlung zu widerstehen war vor allem auf ihre Fähigkeit, die reaktiven Sauerstoffmoleküle in den Zellen die durch Strahlung zu entgiften.
Das passive Entgiftung Ansatz stellt Cox, wird am ehesten eine Zusammenarbeit mit aktiven Mechanismen wie der Mutationen von der Wisconsin -Gruppe sowie weitere , noch zu entdeckeMechanismengefunden.
" Dieser extreme Beständigkeit wir sehen, ist eine komplizierte Phänotyp ", sagt Cox. " Es gibt wahrscheinlich weitere Mechanismen in diesem Daten begraben und wir arbeiten , um denjenigen zu ziehen. "