Il supercomputer svela il segreto della resistenza del tardigrado

Utilizzando una simulazione di un supercomputer, un team di scienziati di Madrid ritiene di aver svelato il segreto della resistenza dei tardigradi. I tardigradi, popolarmente conosciuti come orsi d’acqua, sono esseri estremofili, capaci di sopravvivere in situazioni estreme, nel vuoto dello spazio e a temperature inferiori allo zero, anche essendo considerati l’animale più resistente al mondo.

Sotto stress ambientale, come disidratazione o temperature estreme, questi minuscoli esseri viventi si restringono in uno stato attraverso il quale il loro organismo è quasi completamente inattivo. In questo stato, possono sopravvivere senza acqua per decenni, tollerare alte dosi di radiazioni gamma e raggi X e sopravvivere a temperature comprese tra -272°C e 150°C. Per tutti questi motivi, questi piccoli esseri microscopici sono considerati gli esseri più indistruttibili sulla Terra.

Un vero e proprio stress ambientale

Nella maggior parte degli altri organismi, questo tipo di stress ambientale finirebbe per causare danni al DNA delle cellule, ma i tardigradi hanno una proteina che sopprime qualsiasi danno che in qualche modo riesce a proteggere il materiale genetico.

Ora, Marina Minguez-Toral e il suo team del Center for Biotechnology and Plant Genetics di Madrid, hanno effettuato una simulazione dell’interazione tra Dsup e DNA che suggerisce una spiegazione per l’indistruttibilità di questi esseri.

Usando il lavoro di un supercomputer, il team ha modellato un sistema di due molecole Dsup e DNA, comprendente più di 750.000 atomi – secondo gli scienziati, si trattava di “giorni e giorni” di lavoro su questo computer. “Le equazioni del moto devono essere risolte per ciascuno di questi atomi 50 milioni di volte per ottenere una simulazione di 100 nanosecondi” , afferma Minguez-Toral.

La modellazione di tutti gli atomi nella proteina e di tutte le sue interazioni elettrostatiche ha dimostrato che la proteina è “intrinsecamente disordinata” e altamente flessibile, apparentemente in grado di regolare le sue strutture per adattarsi precisamente alla forma del DNA.

“Il nostro studio rivela che gli effetti elettrici alla base delle attrazioni della carica positiva-negativa determinano la dinamica dei cambiamenti strutturali di Dsup nella sua interazione con il DNA (…). Riteniamo che questo scudo elettrico sia fondamentale per proteggere il DNA dalle radiazioni“, ha concluso Minguez-Toral, che ha recentemente pubblicato i risultati della ricerca sulla rivista scientifica Scientific Reports.