Tudósok először pillantottak bele egy antarktiszi hal sejtjeibe - amit ott találtak, arra még ők sem számítottak

A hidegkedvelő sejtek mikroszkópos vizsgálata korábban technikai akadályokba ütközött, mivel a hagyományos mikroszkópok melegében a sejtek gyorsan elpusztultak. A kutatók az antarktiszi tüskés hal (Harpagifer antarcticus) élő sejtjeit hasonlították össze egy mérsékelt égövi brit halfaj (Lipophrys pholis) sejtjeivel. A kísérlet azért is úttörő, mert most sikerült először antarktiszi halsejteket laboratóriumban tenyészteni.

Élet a szélsőségekhez igazítva

A kutatás több sejtszintű alkalmazkodást is feltárt. Az antarktiszi hal sejtjeiben lényegesen több mitokondrium volt, mint a mérsékelt égövi rokonáéban, és ezek nagyobb, összefüggő hálózatokká egyesültek. Mivel a hidegben nehezebb fehérjéket előállítani, a sejtek az energiatermelés felerősítésével kompenzálják ezt a hátrányt. Ezzel párhuzamosan a sejt hulladéklebontó egységei, a liszoszómák is megnőttek, mivel a fagypont közeli hőmérsékleten a fehérjék nagyobb eséllyel károsodnak vagy tekerednek össze hibásan, így a sejtnek keményebben kell dolgoznia az ártalmatlanításukon.

A fehérje nem csak olyasmi, amit megeszünk - ez az alapvető sejtbiológia kritikus része

- mondta dr. Francesca van Tartwijk, a kutatás vezetője, aki hozzátette:

A fehérjék az aminosavaknak nevezett molekulák hosszú láncaiként kezdik pályafutásukat, kicsit úgy, mint egy gyöngysor. Ezek a láncok azután precíz alakzatba hajtogatják magukat, szinte mint az origami, és ez az alak határoz meg mindent azzal kapcsolatban, hogy mire képes egy fehérje. Az alacsony hőmérséklet lelassítja és megzavarja ezt a folyamatot, és gyakoribbá teszi a hajtogatási hibákat. A hibásan hajtogatott fehérje a legjobb esetben is használhatatlan, de akár nagyon káros is lehet, ezért ezeknek a hideghez alkalmazkodott sejteknek módot kell találniuk a kezelésükre.

Gyors sejtek a lassú életben

Az antarktiszi állatok anyagcseréje és növekedése általában lassú, élettartamuk pedig hosszú. A vizsgálat meglepő eredménye, hogy sejtbiológiai szinten ez nem igaz: a mitokondriumok és más sejtszervecskék ugyanolyan tempóban működnek, mint a mérsékelt égövi fajoké. Ez a tudás segít megértetni, miként reagálnak a sarki fajok a klímaváltozásra.

Az antarktiszi állatok hihetetlenül sebezhetőek az éghajlatváltozással szemben - ezt már tudjuk

- mondta Melody Clark professzor, majd így folytatta:

A hőmérséklet mindössze néhány fokos emelkedése is halálos lehet. Szeretnénk kideríteni, miért tűrik oly kevéssé az antarktiszi fajok a hőmérséklet-emelkedést - vajon a sejtbiológiájuk szabja meg a határaikat, vagy az egész testet érintő rendszereik, mint például a keringés.

Természetes fagyálló

A Déli-óceánban élő jéghalak akár -1,8 °C-os vízben sem fagynak meg, mivel nagy mennyiségű fagyálló fehérjét keringetnek a vérükben. Vérük ráadásul átlátszó, mert nem tartalmaz hemoglobint és vörösvértesteket, hiszen a hideg víz magas oxigéntartalma miatt az oxigén közvetlenül a vérplazmában is képes feloldódni - írja az IFLScience.

Szuper izgalmas, hogy fagypont alatti hőmérsékleten tanulmányozhatjuk az élő sejteket, és a saját szemünkkel láthatjuk, mi történik

- fogalmazott Clemens Kaminski professzor, ezt követően hozzátette:

A következő lépés olyan képalkotó technológiák kifejlesztése, amelyek lehetővé teszik a biológiai rendszerek tanulmányozását olyan ellenőrzött körülmények között, amelyek szorosabban tükrözik a sarki környezetet, ahol kifejlődtek.