Войти
Криптобиоз или анабиоз - это метаболическое состояние жизни, в которое входит организм в ответ на неблагоприятные условия окружающей среды, такие как высыхание, замерзание и кислородный дефицит. В криптобиотическом состоянии все измеримые метаболические процессы останавливаются, предотвращая воспроизводство, развитие и восстановление. Когда условия окружающей среды станут более благоприятными, организм вернется к своему метаболическому состоянию жизни, которое было до криптобиоза.
Воспроизвести медиа Ангидробиоз тихоходок Richtersius coronifer Ангидробиоз является наиболее изученной формой криптобиоза и встречается в ситуациях крайнее высыхание. Термин ангидробиоз происходит от греческого слова «жизнь без воды» и чаще всего используется для обозначения устойчивости к высыханию, наблюдаемой у некоторых беспозвоночных животных, таких как бделлоидные коловратки, тихоходки, рассол. креветки, нематоды и по крайней мере одно насекомое, разновидность хирономид (Polypedilum vanderplanki ). Однако другие формы жизни проявляют устойчивость к высыханию. К ним относятся воскрешающее растение Craterostigma plantagineum, большинство семян растений и многие микроорганизмы, такие как пекарские дрожжи,. Исследования показали, что некоторые ангидробиотические организмы могут выживать в течение десятилетий, даже столетий в сухом состоянии.
Беспозвоночные, страдающие ангидробиозом, часто сокращаются в меньшую форму, а некоторые продолжают формировать сахар, называемый трегалоза. Устойчивость к высыханию растений связана с производством другого сахара, сахарозы. Считается, что эти сахара защищают организм от высыхания. У некоторых существ, таких как бделлоидные коловратки, трегалоза не была обнаружена, что побудило ученых предложить другие механизмы ангидробиоза, возможно, с участием внутренне неупорядоченных белков.
В 2011 году Caenorhabditis elegans, a нематода, которая также является одним из наиболее изученных модельных организмов, претерпевает ангидробиоз на стадии личинки дауэра. Дальнейшие исследования с использованием генетических и биохимических инструментов, доступных для этого организма, показали, что помимо биосинтеза трегалозы, в ангидробиоз на молекулярном уровне участвует ряд других функциональных путей. В основном это защитные механизмы против активных форм кислорода и ксенобиотиков, экспрессия белков теплового шока и внутренне неупорядоченных белков, а также биосинтез полиненасыщенные жирные кислоты и полиамины. Некоторые из них сохраняются среди ангидробиотических растений и животных, что позволяет предположить, что ангидробиотическая способность может зависеть от набора общих механизмов. Детальное понимание этих механизмов может позволить модифицировать неангидробиотические клетки, ткани, органы или даже организмы, чтобы они могли сохраняться в высушенном состоянии приостановленной анимации в течение длительных периодов времени.
С 2004 года такое применение ангидробиоза применяется к вакцинам. В вакцинах этот процесс может производить сухую вакцину, которая реактивируется при введении в организм. Теоретически технология сухой вакцины может быть использована для любой вакцины, включая живые вакцины, такие как вакцина против кори. Его также можно адаптировать для медленного высвобождения вакцины, что устраняет необходимость в бустерах. Это предлагает устранить необходимость в охлаждении вакцин, тем самым делая сухие вакцины более доступными в развивающихся странах, где охлаждение, электричество и надлежащее хранение менее доступны.
Основываясь на аналогичных принципах, лиоконсервация был разработан как метод хранения биологических образцов при температуре окружающей среды. Лиоконсервация - это биомиметическая стратегия, основанная на ангидробиозе для сохранения клеток при температуре окружающей среды. Он был изучен как альтернативный метод криоконсервации. Преимущество этого метода заключается в том, что он позволяет сохранять биологические образцы при температуре окружающей среды без необходимости охлаждения или использования криогенных температур.
В ситуациях, когда кислород (также известный как аноксия), многие криптобионты (такие как M. tardigradum) впитывают воду и становятся тургучными и неподвижными, но могут выжить в течение продолжительных периодов времени. Некоторые экзотермические позвоночные и некоторые беспозвоночные, такие как раковые креветки, веслоногие рачки, нематоды и губчатые геммулы, способны выживать в кажущемся неактивным состоянии в условиях аноксии. от месяцев до десятилетий.
Исследования метаболической активности этих бездействующих организмов во время аноксии в основном не дали результатов. Это связано с тем, что очень трудно измерить очень малые степени метаболической активности достаточно надежно, чтобы доказать криптобиотическое состояние, а не обычное снижение скорости метаболизма (MRD). Многие эксперты скептически относятся к биологической осуществимости аноксибиоза, поскольку организму удается предотвратить повреждение своих клеточных структур негативной свободной энергией окружающей среды, несмотря на то, что он окружен большим количеством воды и тепловой энергии и не использует собственную свободную энергию.. Однако есть свидетельства того, что индуцированный стрессом белок p26 может действовать как белковый шаперон, который не требует энергии у зародышей кистозной Artemia franciscana (морская обезьяна), и, скорее всего, продолжается чрезвычайно специализированный и медленный путь гуанинового полинуклеотида. для обеспечения свободной метаболической энергии эмбрионов A. franciscana в условиях аноксии. Кажется, что A. franciscana приближается, но не достигает истинного аноксибиоза.
Хемобиоз - это криптобиотическая реакция на высокие уровни токсинов окружающей среды. Это наблюдалось у тихоходок.
Криобиоз - это форма криптобиоза, которая возникает в результате снижения температуры. Криобиоз начинается, когда вода, окружающая клетки организма, замораживается, прекращение подвижности молекул позволяет организму выдерживать отрицательные температуры до тех пор, пока не вернутся более благоприятные условия. Организмы, способные выдерживать эти условия, обычно имеют молекулы, которые способствуют замораживанию воды в предпочтительных местах, а также препятствуют росту крупных кристаллов льда, которые в противном случае могут повредить клетки. Одним из таких организмов является лобстер.
Осмобиоз - наименее изученный из всех типов криптобиоза. Осмобиоз возникает в ответ на повышенную концентрацию растворенного вещества в растворе, в котором живет организм. Мало что известно наверняка, за исключением того, что осмобиоз, по-видимому, вызывает прекращение метаболизма.
Рассольная креветка Artemia salina, которую можно найти в сковородках Макгадикгади в Ботсване, выживает в засушливый сезон, когда вода из сковородок испаряется, оставляя практически высохшее озеро. постель.
тихоходка, или водяной медведь, может перенести все пять типов криптобиоза. В криптобиотическом состоянии его метаболизм снижается до менее 0,01% от нормы, а содержание воды может упасть до 1% от нормы. Он может выдерживать экстремальные температуру, излучение и давление в криптобиотическом состоянии.
Некоторые нематоды и коловратки также могут подвергаться криптобиозу.
