พบคำตอบ "หมีน้ำ" มีชีวิตรอดแม้ขาดน้ำนานนับ 10 ปี ด้วยโปรตีนชนิดพิเศษ

ทาร์ดิเกรด (Tardigrade) หรือรู้จักกันในชื่อ หมีน้ำ เป็นสัตว์ไม่มีกระดูกสันหลังขนาดเล็กจิ๋วที่ขึ้นชื่อในเรื่องของความอึด พวกมันสามารถอยู่รอดในสถานที่แบบสุดขั้วได้อย่างสบาย ๆ นั่นจึงกลายเป็นคำถามคาใจนักวิทยาศาสตร์เรื่อยมาว่า เหตุใดพวกมันจึงสามารถมีชีวิตรอดอยู่ในสิ่งแวดล้อมอันตรายเช่นนั้นได้

ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์จากสหรัฐอเมริกา ค้นพบว่าพวกหมีน้ำสามารถสร้าง "เกราะฟลูออเรสเซนต์" (Fluorescent shield) และ "เมฆดีเอ็นเอ" (DNA clouds) ปกคลุมร่างกายเพื่อป้องกันกัมมันตรังสีความเข้มข้นสูงจากสิ่งแวดล้อมได้ นอกจากนี้ พวกมันยังสามารถเข้าสู่สถานะที่ไร้การเคลื่อนไหว เพื่อลดผลกระทบจากความร้อนหรือความเย็นจากภายนอก รวมถึงทำให้พวกมันมีชีวิตรอดเมื่ออยู่ใต้ทะเลลึกที่มีแรงดันสูงอีกด้วย

นักวิทยาศาสตร์จึงเชื่อว่า หมีน้ำจะเป็นหนึ่งในสิ่งมีชีวิตจากโลกที่สามารถอยู่รอด จากแรงกระแทกของยานอวกาศที่ลงสำรวจบนพื้นผิวดวงจันทร์ และหมีน้ำอาจอยู่รอดหลังการระเบิดของดวงอาทิตย์ในวาระสุดท้ายของระบบสุริยะ จนได้เห็นดวงอาทิตย์กลายเป็นดาวแคระขาวเลยก็เป็นได้

ทั้งนี้ หมีน้ำยังมีความสามารถอีกอย่างหนึ่ง ที่สัตว์ชนิดอื่น ๆ ทำได้ยากหรืออาจทำไม่ได้เลย นั่นคือการเอาตัวรอดในสภาพแวดล้อมแห้งแล้ง เนื่องจากน้ำเป็นสิ่งสำคัญต่อการดำรงชีวิตของสิ่งมีชีวิตเกือบทุกชนิดบนโลก หากในวันหนึ่งคุณไม่ได้ดื่มน้ำเลยคงรู้สึกแย่และอ่อนเพลียไม่น้อย แต่สำหรับหมีน้ำกลับสามารถมีชีวิตอยู่ได้แม้ขาดน้ำนานนับ 10 ปี พวกมันทำเช่นนั้นได้อย่างไร?

นักวิทยาศาสตร์จากมหาวิทยาลัยโตเกียว ประเทศญี่ปุ่น ค้นพบโปรตีนที่เรียกว่า Cytoplasmic-Abundant Heat Soluble (CAHS) ซึ่งเป็นหัวใจสำคัญในการปกป้องเซลล์ในร่างกายของหมีน้ำให้มีชีวิตรอดอยู่ได้ในยามที่ร่างกายขาดน้ำ

จากการศึกษาพบว่า ทันทีที่เซลล์ของหมีน้ำเริ่มเกิดภาวะขาดน้ำหรือมีน้ำระเหยออกจากเซลล์มากเกินไป เซลล์จะสังเคราะห์โปรตีน CAHS ออกมา จากนั้นโปรตีนจะเริ่มก่อตัวกลายเป็นเจลร่างแห ซึ่งร่างแหเหล่านี้จะช่วยให้เซลล์สามารถคงรูปร่างเดิมเอาไว้ได้ในขณะที่ของเหลวและน้ำเริ่มระเหยออก นอกจากนั้นมันยังช่วยป้องกันไม่ให้เกิดการระเหยของน้ำออกนอกเซลล์มากเกินไปด้วย

เมื่อเข้าสู่สถานการณ์ปกติ ร่างแหจะค่อย ๆ สลายตัวอย่างช้า ๆ เพื่อให้เซลล์เริ่มปรับตัวกับสภาพแวดล้อมและลดความเครียดที่เป็นอันตรายต่อเซลล์ กลไกทั้งหมดนี้จึงเป็นอีกหนึ่งความสามารถในการเอาชีวิตรอดอันน่าอิจฉาของหมีน้ำ

คุณอาจจะสงสัยว่าการศึกษากลไกการเอาชีวิตรอดของหมีน้ำในครั้งนี้มีประโยชน์อย่างไร? แน่นอนว่ามนุษย์คงไม่สามารถเลียนแบบความสามารถในการป้องกันเซลล์จากสภาวะขาดน้ำได้ดังเช่นหมีน้ำ หากแต่นักวิทยาศาสตร์สามารถประยุกต์นำโปรตีน CAHS มาใช้ในการป้องกันผลิตภัณฑ์ต่าง ๆ ได้ เช่น การสร้างวัสดุที่ป้องกันการระเหยประสิทธิภาพสูงในการกักเก็บยาและอาหาร ไปจนถึงการสร้างสารปกป้องอวัยวะที่ได้รับบริจาค เพื่อเก็บรักษาไว้จนกว่าจะนำไปปลูกถ่ายในผู้ป่วย เป็นต้น

นักวิทยาศาสตร์จากญี่ปุ่นเตรียมสกัดโปรตีน CAHS มาศึกษาเพิ่มเติม ก่อนที่จะนำไปทดลองในแมลง, สัตว์เลี้ยงลูกด้วยนม และมนุษย์ในลำดับถัดไป โดยพวกเขาเชื่อว่าโปรตีนชนิดนี้อาจกลายเป็นสารสำคัญที่ถูกนำไปใช้ในการพัฒนาบรรจุภัณฑ์รูปแบบใหม่ในอนาคต

ขอขอบคุณข้อมูลจาก New Atlas