Buat pertama kalinya nematod organisma multisel yang tidak aktif dihidupkan semula selepas tertimbus dalam deposit permafrost selama beribu-ribu tahun.
In quite an interesting discovery made by a team of Russian penyelidik, purba roundworms (also called nematodes) which had solidified in Siberian permafrost about 42,000 years ago and were frozen since then have come to life again. They existed in late Pleistocene epoch — Ice Age and have been frozen since then. Permafrost is a ground which stays at or below freezing point of water (zero degrees Celsius) continuously for at least two or more years. Such permafrost is mostly located in high altitudes like in and around Arctic and Antarctica regions of the planet. In this study, samples in permafrost were drilled from the frigid ground in north eastern region called Yakutia – coldest part of Russia. Two female roundworms were dihidupkan semula from a large block of ice – which contained around 300 roundworms. One of the two worms is thought to be around 32,000 years old (based upon carbon dating) and came from a soil sample taken from a squirrel burrow 100 feet below ground in the permafrost. The other one, believed to be around 47,000 years old, was found embedded in a glacial deposit just 11 feet below the surface near Alazeya River. Permafrost sediments contain a variety of unicellular organisms – like several bakteria, green algae, yeast, amoebas, moss – which survive for thousands of years in cryptobiosis. Cryptobiosis is defined as a metabolic state entered by an organism when coping with hostile environmental conditions such as dehydration, freezing, and lack of oxygen. These unicellular organisms have been seen to grow again after long-term natural ‘cryopreservation'. Cryopreservation ialah satu proses yang boleh memelihara dan mengekalkan organel, sel dan tisu hidup biologi dengan menyejukkannya pada suhu kriogenik yang sangat rendah. Prosedur ini mengekalkan struktur dalaman sel yang halus sekali gus menghasilkan kemandirian yang lebih baik dan fungsi yang dikekalkan.
Kajian yang diterbitkan di Doklady Biologi Sains menunjukkan buat pertama kalinya, keupayaan organisma multiselular seperti cacing untuk memasuki keadaan cryptobiosis dan kekal beku dalam mendapan permafrost di Artik. Sampel telah diasingkan dan disimpan di makmal pada suhu sekitar -20 darjah Celsius. Sampel telah dicairkan (atau "dinyahbekukan") dan dipanaskan sehingga kira-kira 20 darjah Celsius dalam hidangan Petri yang mengandungi kultur diperkaya untuk meningkatkan pertumbuhan. Selepas beberapa minggu, dua ekor cacing gelang bangun dari 'tidur paling lama' mereka dan mula menunjukkan tanda-tanda kehidupan seperti pergerakan biasa malah mula mencari makanan. Ini boleh dianggap mungkin kerana beberapa 'mekanisme penyesuaian' oleh nematod ini. Sepasang cacing boleh dipanggil sebagai organisma hidup tertua di Bumi, umur mereka adalah purata 42000 tahun!
Kajian itu jelas menunjukkan keupayaan organisma multiselular untuk bertahan dalam cryptobiosis jangka panjang di bawah keadaan cryopreservation semula jadi. Satu lagi faktor unik ialah untuk pertama kalinya hipotesis ini telah dibuktikan pada skala masa yang panjang kerana semua kajian terdahulu telah menunjukkan bahawa nematod boleh bertahan dalam persekitaran yang melampau seperti suhu beku selama sekurang-kurangnya 25 tahun. Terdapat kemungkinan besar bahawa organisma multiselular lain, termasuk manusia, mungkin boleh bertahan dalam pemeliharaan kriogenik juga.
Walaupun kini menjadi amalan biasa untuk 'membekukan' telur seseorang, atau air mani misalnya, untuk melahirkan anak walaupun dia menjadi mandul. Walau bagaimanapun, sel stem dan tisu lain yang sangat berguna untuk menjalankan penyelidikan tidak dapat dipelihara melalui proses ini. Jadi, pengawetan krio yang berjaya bagi sampel biologi yang berbeza akan menjadi kritikal untuk sebarang aplikasi klinikal atau ujian manusia pada masa hadapan. Teknologi ini telah diperkukuh dalam dekad yang lalu dengan penggunaan agen krioprotektif yang unggul (yang melindungi tisu biologi daripada kerosakan pembekuan) dan suhu yang lebih baik. Pemahaman yang lebih baik tentang proses pembekuan dan pencairan boleh memajukan pemahaman kita tentang cryopreservation. Pembekuan kriogenik kekal sebagai topik kontroversial dan lebih kepada fiksyen sains. Sebarang cakap-cakap tentang organisma 'tidur' selama beribu-ribu tahun dan kemudian hidup semula adalah membingungkan dan nyata. Melihat kepada kajian ini, nampaknya ia boleh menjadi proses sebenar dan semulajadi, sekurang-kurangnya untuk cacing. Jika tiada kerosakan fizikal berlaku kepada organisma dan integritinya dikekalkan dalam persekitaran beku maka pencairan harus dilakukan. Sekitar dua dekad yang lalu, kumpulan penyelidik yang sama telah menarik spora dan menghidupkannya semula daripada bakteria bersel tunggal yang tertanam di dalam hablur garam berusia 250 juta tahun, bagaimanapun, kerja itu masih berterusan dan memerlukan lebih banyak bukti. Mekanisme penyesuaian sedemikian yang digunakan oleh cacing misalnya boleh menjadi kepentingan saintifik untuk bidang cryomedicine dan cryobiology.
***
{Anda boleh membaca kertas penyelidikan asal dengan mengklik pautan DOI yang diberikan di bawah dalam senarai sumber yang dipetik}
Sumber (s)
Shatilovich AV et al 2018. Nematod Berdaya maju dari Permafrost Pleistosen Akhir di Tanah Rendah Sungai Kolyma. Doklady Biological Sciences. 480(1). https://doi.org/10.1134/S0012496618030079
***
