Jaren op rij uitgedroogd zijn: de meeste dieren overleven dat niet. Maar het beerdiertje wel. En nu weten we hoe.

Beerdiertjes zijn heel bijzondere organismen. Zo kunnen ze – zonder enige bescherming – in de ruimte overleven. Kosmische straling en het bijna-vacuüm deren het diertje niet. En ook hoge temperaturen (120 graden Celsius) en kou (-270 graden Celsius) krijgen het beerdiertje niet klein. En ook droogte deert het beerdiertje niet. Zo kan het bijzondere organisme gemakkelijk tien jaar zonder water.

Eiwit
Dat laatste fascineerde onderzoeker Thomas Boothby uitermate. Want: hoe doen ze het toch? Hij zocht het – samen met collega’s – uit. Hun interessante bevindingen zijn terug te vinden in het blad Molecular Cell. “De belangrijke conclusie van ons onderzoek is dat beerdiertjes unieke genen verkregen die ze in staat stelden om uitdroging te overleven. Daarnaast kunnen de eiwitten waarvoor deze genen coderen gebruikt worden om ander biologisch materiaal – zoals bacteriën, gist en bepaalde enzymen – te beschermen tegen uitdroging.”

WIST JE DAT…

…recent onderzoek aantoonde dat beerdiertjes nadat ze meer dan dertig jaar ingevroren hebben gezeten, weer tot leven kunnen komen?

Suiker
Lang werd gedacht dat beerdiertjes uitdroging het hoofd wisten te bieden dankzij een vorm van suiker (trehalose). Je vindt deze vorm van suiker in verschillende organismen die uitdroging weten te overleven (denk aan gist en sommige pekelkreeftjes). Maar onderzoek wees uit dat beerdiertjes deze vorm van suiker niet of nauwelijks bezaten. Tevens lijken beerdiertjes niet het gen t bezitten dat belangrijk is voor de productie van deze vorm van suiker. “De vraag was: ‘Als beerdiertjes niet vertrouwen op trehalose om uitdroging te voorkomen, hoe doen ze het dan?'” vertelt Boothby.

TDP’s
Om dat te achterhalen, keken de onderzoekers eerst welke genen actief waren wanneer beerdiertjes uitdroogden. Zo stuitten ze op genen die codeerden voor eiwitten die de onderzoekers TDP’s hebben gedoopt. Deze eiwitten behoren tot de zogenoemde Intrinsically Disordered Proteins, oftewel eiwitten zonder een vaste driedimensionale structuur. Nadat de onderzoekers de voor TDP coderende genen bij één soort beerdiertje hadden aangetroffen, gingen ze na of andere soorten beerdiertjes over dezelfde genen beschikten. Dat bleek het geval te zijn. En bij één van die soorten was het gen continu actief. Deze soort bleek uitdroging veel sneller het hoofd te kunnen bieden dan de andere beerdiertjes. “Waarschijnlijk omdat de soort al zoveel van deze eiwitten klaar heeft liggen, dat deze geen tijd nodig heeft om ze te maken,” stelt Boothby.

Hier zie je zes uitgedroogde beerdiertjes. Wanneer de beerdiertjes uitdrogen, trekken ze hun pootjes en kopjes in, zodat een soort bolletje ontstaat. Afbeelding: T. C. Boothby.

In andere organismen
Om er zeker van te zijn dat deze eiwitten de beerdiertjes in staat stelden om langdurige uitdroging te overleven, gingen de onderzoekers nog een stap verder. Ze plaatsten de genen die voor deze eiwitten codeerden in gist en bacteriën en konden daarna bevestigen dat de TDP’s deze organismen beschermde tegen uitdroging. Hoe dan? Nou, eigenlijk ongeveer net zo als trehalose dat doet. De TDP’s vormen een soort glas-achtig materiaal dat de cellen beschermt tegen de effecten van uitdroging.

De ontdekking van deze TDP’s en hun rol in het lichaam van de beerdiertjes heeft wellicht ook implicaties voor ons mensen. Zo zouden de eiwitten bijvoorbeeld ingezet kunnen worden om gewassen te beschermen tegen droogte. Ook kunnen de eiwitten wellicht worden gebruikt om medicijnen langer houdbaar te houden.