Un organism extrem de rezistent la radiații a dezvoltat o abilitate remarcabilă: rezistă la o doză de 6.000 de ori mai mare decât doza care poate ucide un om

În locuri precum Cernobîl și Fukushima, unde dezastrele nucleare au inundat mediul cu radiații periculoase, este logic să ne gândim că unele organisme au dezvoltat modalități de  supraviețui. Însă unul dintre cele mai rezistente organisme la radiații descoperite vreodată nu provine dintr-un mediu radioactiv. O arhee numită Thermococcus gammatolerans poate rezista la o doză extraordinară de 30.000 de gray – de 6.000 de ori mai mare decât doza totală care poate ucide un om în câteva săptămâni, conform Science Alert.

În Bazinul Guaymas din Golful Californiei, la aproximativ 2.600 de metri sub suprafața oceanului, izvoarele hidrotermale aruncă în întunericul din jur fluide supraîncălzite și bogate în minerale. Acolo își are habitatul T. gammatolerans, departe de orice construcție umană – cu atât mai puțin de un reactor nuclear.

Câmpul hidrotermal Guaymas este o regiune unde fundul oceanului se crapă, permițând căldurii și substanțelor chimice de origine vulcanică să pătrundă în apă.

Între presiunea zdrobitoare a apei la adâncimi lipsite de lumină și temperaturile extreme, aceste medii sunt incredibil de ostile pentru oameni. Este firesc să ne întrebăm cum reușește viața existe, ci chiar să prospere într-un asemenea loc.

T. gammatolerans a fost descoperită pentru prima dată în urmă cu câteva decenii, când oamenii de știință au folosit un submersibil pentru a colecta mostre de microbi de pe un izvor hidrotermal.

În laborator, o echipă condusă de microbiologul Edmond Jolivet de la Centrul Național de Cercetare Științifică a expus culturi îmbogățite la 30.000 de gray de radiație gamma provenită dintr-o sursă de cesiu-137. O specie, în mod special, a continuat să crească chiar și după iradierea la incredibila doză de 30.000 de gray.

Acea specie s-a dovedit a fi o archaeă nedescrisă anterior, denumită T. gammatolerans. Trăia discret atașată de izvoarele din Guaymas, având o rezistență la un pericol la care, în mod normal, nu fusese expusă.

Asta nu înseamnă că nu poate face față condițiilor extreme. T. gammatolerans prosperă la temperaturi de aproximativ 88°C și se hrănește cu compuși ai sulfului. Totuși, rezistența la radiații nu părea o necesitate de supraviețuire în habitatul său. Înainte ca echipa lui Jolivet să introducă sursa de cesiu-137, radiația pur și simplu nu făcea parte din ecuație.

Misterul s-a adâncit odată cu un studiu din 2009 care a analizat genomul lui T. gammatolerans. O echipă condusă de microbiologul Fabrice Confalonieri de la Universitatea Paris-Saclay se aștepta să găsească o proporție mai mare decât de obicei de gene dedicate protecției și reparării ADN-ului. Însă nu au descoperit un exces evident de mecanisme de reparare; „trusa” genetică a lui T. gammatolerans era surprinzător de normală.

Dacă răspunsul nu se afla în ADN, poate putea fi găsit în tipul de deteriorare produs. Într-un studiu din 2016, o echipă condusă de biologul chimist Jean Breton de la Universitatea Grenoble Alpes a investigat exact ce efecte are radiația ionizantă asupra lui T. gammatolerans și cum reacționează microbul.

Cercetătorii au expus colonii ale arheei la radiație gamma dintr-o sursă de cesiu, la doze de până la 5.000 de gray, și au înregistrat rezultatele. Experimentele au arătat că razele gamma afectează totuși ADN-ul lui T. gammatolerans – microbul nu este invincibil – însă daunele oxidative cauzate de radicalii liberi eliberați de radiație au fost semnificativ mai mici decât se aștepta.

În plus, o mare parte dintre aceste daune au fost reparate în decurs de o oră, enzimele de reparare fiind pregătite pentru acțiune rapidă.

Deși încă nu știm exact de ce T. gammatolerans este atât de eficientă în limitarea și repararea daunelor produse de radiații, oamenii de știință suspectează că habitatul său joacă un rol esențial. Viața la izvoarele hidrotermale presupune expunere constantă la căldură extremă, stres chimic și molecule reactive – condiții care pot, de asemenea, deteriora ADN-ul. Sistemele care ajută microbul să supraviețuiască în întunericul fierbinte și lipsit de oxigen ar putea, în mod indirect, să îl protejeze și de radiația ionizantă.

Presiunile evolutive care au modelat T. gammatolerans pentru viața în jurul izvoarelor hidrotermale ar fi putut produce, ca efect secundar, această abilitate remarcabilă de a rezista la doze de radiații care ar ucide organisme mult mai mari.

T. gammatolerans nu este un „specialist” în radiații; nu avea niciun motiv să fie. Este puțin probabil ca, de-a lungul milioanelor de ani petrecuți în adâncurile mării, să fi fost expus la niveluri susținute și intense de radiații care să-i modeleze direct biologia.

În evoluție există un concept: supraviețuirea celui „suficient de bun”. Sistemele care îi permit lui T. gammatolerans să reziste chimiei vulcanice fierbinți de pe fundul oceanului au fost suficient de bune pentru viața la un izvor hidrotermal.

Faptul că aceleași sisteme o fac uimitor de rezistentă la radiații este unul dintre acele rare momente în care „suficient de bun” devine extraordinar.