Letzte Woche wurde die erste molekulare Studie eines Organismus veröffentlicht, der intrazelluläres Einfrieren (Gefrieren innerhalb seiner Zellen) überleben kann. Die Studie wurde vom British Antarctic Survey (BAS) in Zusammenarbeit mit Forschern der University of Otago (Neuseeland) durchgeführt. Sie repräsentiert einen Meilenstein für das wissenschaftliche Verständnis einer außergewöhnlichen Anpassung.
Die winzige antarktische Nematode, besser bekannt als Fadenwurm (Panagrolaimus sp. DAW1), wurde aus einer küstennahen, antarktischen Pinguinkolonie im McMurdo Sund entnommen und gezüchtet. Er ist der am besten dokumentierte Organismus, der imstande ist, die Zerstörungen aufgrund völligen Einfrierens zu überleben. Die Nematode kann außerdem eine Form von Frostvermeidung ausüben, indem sie ihren gesamten Wasserinhalt eliminiert – eine sogenannte kryoprotektive Dehydration. Es ist allerdings seine Fähigkeit, das intrazelluläre Einfrieren zu überleben, die den Organismus wirklich zu etwas Besonderem macht.
Durch die Untersuchung von Genexprimierungsmustern konnten die Forscher zeigen, wie molekular aktiv die Nematoden während des gefrorenen Zustands sind. Dabei hoben sie bestimmte Schlüsselgene hervor, welche die Nematoden in die Lage versetzen, einen solch extremen physikalischen Zustand zu überstehen. Dies ist die erste Studie ihrer Art und wirft Licht auf eine möglicherweise seltene Anpassung, die zu neuen Anwendungen führen könnte.
“Mit seinen beiden Anpassungsstrategien für das Überleben extrem niedriger Temperaturbedingungen ist die antarktische Nematode ein außergewöhnliches Modell für Kältetoleranzstudien. Kein anderer Organismus, den wir kennen, kann das Einfrieren in seinen Zellen mit einer so guten Überlebensrate aushalten. Einmal aus diesem Stadium aufgetaut, kann er Nachkommen produzieren”, sagte der leitende Autor, der Datenverarbeitungsbiologe Michael Thorne vom British Antarctic Survey.
“Bislang wurde keine Forschung auf molekularer Ebene an irgendeinem Organismus durchgeführt, der vollständiges Einfrieren überleben kann, und die Einblicke bieten einen großartigen Ansatzpunkt für ein faszinierendes biologisches Phänomen”, ergänzte er.
Die Abhandlung “Molecular snapshot of an intrazellular freezing event in an antarctic nematode” von Michael Thorne, Anna Seybold, Craig Marshall und David Wharton wurde im Journal Cryobiology veröffentlicht.
(THK)
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