Je leest:

Extreme resistentie tegen ioniserende straling

Extreme resistentie tegen ioniserende straling

Auteur: | 1 april 2008

Enkele veelvoorkomende, microscopisch kleine, waterdiertjes zijn extreem resistent tegen de effecten van ioniserende straling. Zij kunnen doses gammastraling aan die veel hoger liggen dan de tolerantiegrens die bij honderden andere diersoorten gevonden werd. Eugene Gladyshev en Matthew Meselson van de universiteit van Harvard ontdekten de resistentie bij de waterdiertjes. Hun onderzoek geeft belangrijke aanwijzingen voor medisch onderzoek en wordt deze week gepubliceerd in het tijdschrift PNAS.

Bij het gebruik van ioniserende straling (zoals röntgen) komen vrije radicalen in het lichaam terecht. Deze vrije radicalen veroorzaken DNA-schade in lichaamscellen en weefsel. Wanneer de stralingsdoses te hoog worden of de blootstelling langdurig plaatsvindt, is er geen mogelijkheid meer om de schade te repareren. Vrije radicalen kunnen in dat geval leiden tot het proces van veroudering, maar de effecten kunnen ook ernstiger zijn. Zo kan DNA-schade door vrije radicalen zorgen voor nare ontstekingen en op den duur zelfs kanker veroorzaken.

Vrije radicalen veroorzaken DNA-schade. De pijltjes wijzen breuken aan in de chromosmen van een aangetaste lichaamscel.

De regenpijp van Van Leeuwenhoek

De resistente waterdiertjes zijn raderdiertjes die behoren tot het geslacht van de bdelloidea. Zij leven op de oppervlakten van mossen en korstmossen in zoetwatermeertjes. Anthony van Leeuwenhoek was in 1702 de eerste die de diertjes bestudeerde. Van Leeuwenhoek voegde water bij het stof dat afkomstig was uit zijn regenpijp en ontdekte dat hierin nog leven aanwezig was. De raderdiertjes waren geboren. Het vermogen om uitdroging te overleven, hebben de raderdiertjes in elke fase van hun levenscyclus. Andere dieren die erom bekend staan dat zij uitdroging kunnen overleven, doen dit over het algemeen alleen in een speciaal inactief stadium (bijvoorbeeld als larve).

Een raderdiertje van het geslacht bdelloidea.

Ook productie van de suiker trehalose zorgt in sommige dieren voor bescherming tegen uitdroging, maar er is nog geen raderdiertje gevonden dat deze stof zelf produceert. Het mechanisme wat de diertjes zo goed beschermd tegen uitdroging is nog niet helemaal doorgrond. Gladyshev en Meselson verwachten wel dat hetzelfde mechanisme ten grondslag ligt aan de extreme resistentie tegen de effecten van ioniserende straling. Ioniserende straling komt in de leefomgeving van raderdiertjes eigenlijk niet voor. Bescherming tegen deze straling is daarom, volgens de onderzoekers, een bijeffect van de bescherming tegen uitdroging.

Reproductie lijdt niet onder DNA-schade

De onderzoekers dienden de raderdiertjes stralingsdoses toe die ongeveer vijf keer zo hoog liggen dan de doses die andere dieren aankunnen. Het is niet zo dat het DNA van de raderdiertjes beter beschermd is dan het DNA van andere dieren. De onderzoekers zagen dat de vrije radicalen wel degelijk honderden DNA-breuken in de genen van de raderdiertjes veroorzaakten. Maar daar lieten de waterdiertjes zich niet door afschrikken. Zij waren in staat om alle schade te repareren. De reproductie van de raderdiertjes had niets te lijden onder de aangerichte DNA-schade en draaide op volle toeren.

Raderdiertjes zijn gedurende de hele levenscyclus bestand tegen uitdroging. De extreme resistentie tegen de effecten van ioniserende straling is waarschijnlijk een bij-effect van deze aanpassing aan droogte.

Systeem van het raderdiertje als inspiratie

Gladyshev en Meselson denken dat scavengers (‘aasetende’ moleculen) de vrije radicalen voor het grootste gedeelte afvangen waardoor de DNA reparatiemechanismen ruim de tijd krijgen om de schade te herstellen. Bij andere dieren is dit vaak niet mogelijk omdat de vrije radicalen zich daar heel snel dicht bij het DNA bevinden, waar de ‘aasetende’ moleculen niet kunnen komen. De onderzoekers hopen dat medici zich door de raderdiertjes laten inspireren om een manier te vinden om mensen tegen DNA-schade, veroorzaakt door vrije radicalen, te beschermen. Door schade aan het DNA te beperken zou het, volgens de onderzoekers, mogelijk moeten zijn om bijvoorbeeld de ontwikkeling van veroudering en kanker te voorkomen.

Dit artikel is een publicatie van NEMO Kennislink.
© NEMO Kennislink, sommige rechten voorbehouden
Dit artikel publiceerde NEMO Kennislink op 01 april 2008

Discussieer mee

0

Vragen, opmerkingen of bijdragen over dit artikel of het onderwerp? Neem deel aan de discussie.

NEMO Kennislink nieuwsbrief
Ontvang elke week onze nieuwsbrief met het laatste nieuws uit de wetenschap.