Esimest korda elustati uinunud mitmerakuliste organismide nematoodid pärast tuhandete aastate pikkust igikeltsa ladestustesse mattumist.
Vene teadlaste meeskonna üsna huvitava avastuse kohaselt on umbes 42 000 aastat tagasi Siberi igikeltsas tahkestunud ja sellest ajast alates külmunud iidsed ümarussid (nimetatakse ka nematoodideks) taas ellu ärganud. Nad eksisteerisid juba hilisel pleistotseeni ajastul ehk jääajal ja on sellest ajast alates külmunud. Igikelts on maapind, mis püsib vähemalt kaks või enam aastat pidevalt külmumispunktis (null kraadi Celsiuse järgi). Selline igikelts asub enamasti suurtel kõrgustikel, näiteks planeedi Arktika ja Antarktika piirkondades ja nende ümbruses . Selles uuringus puuriti igikeltsast proove külmast pinnasest Kirde-Venemaa külmimas osas nimega Jakuutia. Kaks emast ümarussi elustati suurest jääplokist, mis sisaldas umbes 300 ümarussi. Arvatakse, et üks kahest ussist on umbes 32 000 aastat vana (süsinikdateerimise põhjal) ja pärines mullaproovist, mis võeti orava urust 30 meetri sügavusel igikeltsas. Teine, arvatavasti umbes 47 000 aastat vana, leiti liustiku ladestusest vaid 3,3 meetri sügavuselt pinnast Alazeya jõe lähedalt. Igikeltsa setted sisaldavad mitmesuguseid üherakulisi organisme – nagu mitmed bakterid , rohevetikad, pärm, amööbid, sammal –, mis jäävad krüptobioosis püsima tuhandeid aastaid. Krüptobioosi defineeritakse kui ainevahetusseisundit, millesse organism satub ebasoodsate keskkonnatingimuste, näiteks dehüdratsiooni, külmumise ja hapnikuvaegusega toimetulekul. On täheldatud, et need üherakulised organismid kasvavad pärast pikaajalist looduslikku krüokonserveerimist uuesti . Krüokonserveerimine on protsess, mille käigus säilitatakse bioloogilisi elusorganelle, rakke ja kudesid, jahutades neid äärmiselt madalatel krüogeensetel temperatuuridel. See protseduur säilitab rakkude peene sisestruktuuri, mille tulemuseks on parem ellujäämine ja säilinud funktsionaalsus.
Doklady Biological Sciences'is avaldatud uuring näitab esmakordselt mitmerakulise organismi, näiteks ussi, võimet minna krüptobioosi seisundisse ja jääda külmunuks Arktika igikeltsa ladestustes. Proovid isoleeriti ja säilitati laboris umbes -20 kraadi Celsiuse järgi. Proovid sulatati (või „sulatati“ üles) ja soojendati Petri tassides, mis sisaldasid kasvu soodustamiseks rikastatud kultuuri, temperatuurini umbes 20 kraadi Celsiuse järgi. Mõne nädala pärast ärkasid kaks ümarussi oma „pikimast uinakust“ ja hakkasid ilmutama elumärke, näiteks normaalset liikumist, ning hakkasid isegi toitu otsima. Seda võib pidada võimalikuks tänu nende nematoodide mingile „adaptiivsele mehhanismile“. Ussipaari võib nimetada Maa vanimaks elusorganismiks, nende keskmine vanus on 42 000 aastat!
Uuring demonstreerib selgelt mitmerakuliste organismide võimet ellu jääda pikaajalise krüptobioosiga loodusliku külmsäilitamise tingimustes. Veel üks ainulaadne tegur on see, et esimest korda tõestati see hüpotees rekordilise aja jooksul, kuna kõik varasemad uuringud on näidanud, et nematoodid võivad äärmuslikes keskkondades, nagu külmumistemperatuur, ellu jääda vähemalt 25 aastat. On suur võimalus, et ka teised mitmerakulised organismid, sealhulgas inimesed, võivad krüogeense säilitamise ellu jääda.
Kuigi praegu on levinud praktika oma munarakud või näiteks sperma külmutamine, et sünnitada isegi siis, kui inimene jääb viljatuks. Selle protsessi käigus ei saa aga säilitada tüvirakke ja muid kudesid, mis on uurimistööks väga kasulikud. Seega oleks erinevate bioloogiliste proovide edukas külmsäilitamine tulevase kliinilise rakenduse või inimkatsete jaoks kriitilise tähtsusega. Seda tehnoloogiat on viimastel aastakümnetel tugevdatud, kasutades paremaid krüoprotektiivseid aineid (mis kaitsevad bioloogilist kudet külmumiskahjustuste eest) ja paremat temperatuuri. Külmutamise ja sulatamise protsessi parem mõistmine võib parandada meie arusaamist külmsäilitamisest. Krüogeenne külmutamine on endiselt vastuoluline teema ja piirneb rohkem ulmega. Igasugune jutt sellest, et organism on tuhandeid aastaid "uinunud" ja seejärel ellu ärkab, on hämmingus ja sürreaalne. Seda uuringut vaadates tundub, et see võib olla reaalne ja loomulikult toimuv protsess, vähemalt usside puhul. Kui organismile ei tekitata füüsilisi kahjustusi ja nende terviklikkus säilib külmunud keskkonnas, siis peaks olema võimalik sulatada. Umbes kaks aastakümmet tagasi oli sama teadlaste rühm 250 miljoni aasta vanuste soolakristallide sisse maetud üherakulisest bakterist eosed välja tõmbanud ja need ellu äratanud, kuid töö jätkub ja nõuab rohkem tõendeid. Selline adaptiivne mehhanism, mida kasutavad näiteks ussid, võib omada teaduslikku tähtsust krüomeditsiini ja krüobioloogia valdkondades.
***
Allikas (d)
Shatilovich AV jt 2018. Elujõulised nematoodid Kolõma jõe madaliku hilisest pleistotseeni igikeltsast. Doklady Biological Sciences . 480(1). https://doi.org/10.1134/S0012496618030079
***
