Занимательная радиация. Выпуск #3

Вступление напоминалка

Дорогой друг, подписчик и даже покемон-хейтер - напоминаю что открыт конкурс с призом 1000 руб  

ЭПИЛОГ

Т.к. я пишу про ядерную войну и постапокалипсис, то изучаю тему радиации и ее влияния на живые организмы, с чем бы и хотел с вами поделиться.

Спасибо все кто коментировал предыдущие посты

1. Занимательной радиации #1 
2. Занимательной радиации #2

и я благодарен всем кто давал советы и показывал на что нужно еще обратить внимание .

Отрадно видеть что на АТ есть люди которые интересуются не только бояркой и попаданцами - значит я на верном пути.

ПОСТ

И снова история никого ничему не учит. 

Уместно вспомнить и мифы о самой Марии Кюри. Якобы её тело было настолько радиоактивным, что его пришлось хранить в свинцовом гробу. И всё потому, что она по незнанию чуть ли не спала в обнимку с кусками радия, от чего вскоре и умерла. В реальности после своей второй Нобелевской премии, как раз за работу с радием и Полоньем, Мария Кюри прожила ещё почти 23 года ьи успела родить ещё одну дочь, основать и возглавить собственный институт, объездить весь мир с лекциями, а ещё вместе с Эйнштейном и Лоренсом поработать в международном комитете, из которого выросла ЮНЕСКО.

В 1994 году прах учёные выкопали, чтобы с почестями перезахоронить во французском пантеоне. Свинцовый гроб вскрыли и тщательно измерили уровни радиации.
Останки Марии, хотя и прекрасно сохранились, радиоактивными не были. Весь радий успел вывестись при жизни. 

Есть даже предположение, что Кюри умерла вовсе не из-за отравления ради, как говорят легенды, а из-за последствий сильного облучения во время Первой мировой. Тогда она развернула больше 200 рентгеновских кабинетов в госпиталях и сама ездила с передвижным радиографом по фронту.

Ну а теперь настала пора подумать о будущем. и его вариантов как в Фуллауте . Либо научиться выживать в ядерном апокалипсисе, либо сесть в ракету и улететь к другим планетам, оставив позади неудачников, сражающихся за последние консервы. 

Но в космосе тоже радиации полно. Скажем, долететь до Марса в один конец - это уже 250 миллизивертов облучения.
Хотите колонизировать спутники Юпитера? Там вообще радиоактивный ад. На поверхности Европы вы получите летальную дозу всего за 3 часа. Так или иначе, нам понадобится надёжная защита от радиации. И тут снова несколько вариантов. 

Первый - это стать гулем (как в Fullaot-е), то есть биомодифицировать себя так, чтобы стать радиоустойчивым.
Второе - это медикаментозное решение. Буквально таблетка от радиации (как во многих играх, фильмах, книгах). 

Ну и третий способ для космоса - это сделать непроницаемый для радиации корабль. 

Поговорим сперва о биомодификации. Какой лучший способ? Так давайте посмотри  у матушки природы. А кто из животных вот точно переживёт ядерную войну? 

Конечно же, таракан. Только вот это тоже миф. Да, тараканы действительно радиоустойчивые. Их доза LD50 (летальная доза, убивающая 50% популяции) - это 64 грея. У людей она в 16 раз меньше. Всего 4 грея. То есть технически, да, тараканы круче нас, но они просто жалкие любители по сравнению со скорпионами. 

Скорпионы  выдерживают от 400 греев до 800 греев.
Например, на тихоокеанских атоллах после испытаний водородных бомб нашли только скорпиончиков. Дело в том, что у многих членистоногих большую часть времени не происходит активного деления клеток. Они уязвимы для радиации только когда линяют, то есть сбрасывают экзоскелет и выращивают новый.

Так что с этой точки зрения в Фулауте Рад-Скорпионы могут быть реальны. Они могут спокойно шастать по радиоактивным руинам без какого-либо ущерба для организма, но скорее всего в реальности Рад-Скорипоны будут поменьше. 

Но бесспорный чемпион к радиоактивной устойчивости - это бактерия Deinococcus radiodurans (Дейнококус радиодуранс). Она способна выдерживать поглощённую дозу от 5 до 15000 греев и постоянно жить при обучении до 60 греев в час.

Отсюда и название радиодуранс. Нет, не в смысле дура радиоактивная, а излучение выдерживающая. Но и этого ей мало, поэтому ей придумали прозвище Конктериум по аналогии с Конан Барбериум. Так эту бактерию и открыли. Испытывали стерилизацию консервов радиаций, облучили мегадозой, а консервы всё равно испортились. И их съел Дейнококус.

Теперь бактерию Конона регулярно находят в охладительных контурах ядерных реакторов. А ещё она пережила 3 года в открытом космосе на МКС. Вообще-то радиация на эту бактерию действует. Она повреждает её ДНК, но бактерия очень быстро ДНК ремонтирует. Её хромосомы замкнуты в кольцо и при разрыве легко склеиваются обратно.

При этом хромосомы присутствует в 4 - 10 запасных копиях, что очень облегчает исправление повреждений и повышает устойчивость к ним. Но ещё одна хитрость бактерии Дейнококус - это некие загадочные малые молекулы, которые защищают от радиации её белки. Учёные выцедили жидкую среду из клетки этой бактерии, замешали в неё белки обычной кишечной палочки, и те выдержали облучение в 30000 греев, не разрушившись.

Предположительно эти малые молекулы выполняют функции мощных антиоксидантов, защищающих от свободных радикалов. Тут надо пояснить один странный факт. Вода - одновременно отличный щит, буфер против радиации, но а также её главный сообщник. Значительная часть повреждений клеток от радиации - это не прямые попадания частиц, а химический вред.

В клетках много воды и ионизирующее излучение расщепляет её молекулы, порождая свободные радикалы, крайние химически активные формы. Они повреждают ДНК, белки и другие клеточные структуры. Если таких повреждений слишком много и клетка не успевает их исправить, она погибает. Массовая гибель клеток в тканях и приводит к развитию кучевой болезни.

А тот самый радиопротектор из Дейнококус как раз-таки захватывает эти свободные радикалы и не даёт им разрушить клетку.

И так, Зачем вообще животным устойчивость радиации? Не готовились же они к ядерной войне. Просто такие же агрессивные радикалы формируются и в обычных условиях. Например, их образование усиливается при высыхании клеток, из-за которого нарушаются нормальные для неё химические процессы.

Вероятно, защита радиоадуранс выработалась именно от засухи, а радиоустойчивость - это просто побочный эффект. Например, бделлоидные коловратки (лат. Bdelloidea) умеют полностью высыхать и восстанавливаться обратно. И они тоже выдерживают тысячи греев радиации. Так вот, учёные уже вовсю работают над тем, чтобы привить устойчивость супербактерии человеку.

Они синтезировали навык радиопротектора Дейнококус и с его помощью защитили от гигантских доз радиации человеческие клетки и белки в пробирке. А после учёные испытали этот радиопротектор на мышах. Он оказался нетоксичным и спас 100% мышек от облучения в 9,5 греев. При этом в контрольной группе от той же дозы умерло 63% мышей.

Ну и куда без тихоходок (лат. Tardigrada) .  Они не только могут выжить в вакууме, они ещё и радиации не боятся. Выдерживают дозы до 6000 греев, причём и в мокром состоянии, и в высушенном. Правда, дозы больше тысячи греев делают их бесплодными. И их секрет тоже раскрыли. Ну, один из секретов, это уникальный белок называется Dsup (от англ. damage suppressor — подавитель повреждений)

Механизм его действия не до конца изучен, но он связывается с ДНК и как-то её защищает от повреждений. Это показано экспериментально. С помощью генной инженерии взяли ген кодирующий белок Dsup и вставили в человеческие клетки, и это снизило разрывы ДНК от радиации на 40%, а повреждение от свободных радикалов в 2-3раза.

Осталось только вставить ген, кодирующий этот белок в геном эмбриона, и мы выведем новую породу людей будущего для полётов в космос. А для взрослых сделаем генную терапию, которая прицельно модифицирует уязвимые клетки типа костного мозга и слизистого кишечника. К сожалению, всё не так просто. Эксперименты с человеческими нейронами показали, что этот белок  нейротоксичен.

И тем более мы не можем предсказать, как повлияет чуждый белок на развитие эмбриона, но может в какие-то клетки запихнуть его всё-таки удастся.

Продолжение следует... 

Остался последняя статья про защиту от радиации - подписывайтесь, ставьте лайки, добавляйтесь в друзья, мне важно каждое мнение