Extreme anti-oxidant protection against ionizing radiation in bdelloid rotifers

Abstract

Bdelloid rotifers, a class of freshwater invertebrates, are extraordinarily resistant to ionizing radiation (IR). Their radioresistance is not caused by reduced susceptibility to DNA double-strand breakage for IR makes double-strand breaks (DSBs) in bdelloids with essentially the same efficiency as in other species, regardless of radiosensitivity. Instead, we find that the bdelloid Adineta vaga is far more resistant to IR-induced protein carbonylation than is the much more radiosensitive nematode Caenorhabditis elegans. In both species, the dose-response for protein carbonylation parallels that for fecundity reduction, manifested as embryonic death. We conclude that the great radioresistance of bdelloid rotifers is a consequence of an unusually effective system of anti-oxidant protection of cellular constituents, including those required for DSB repair, allowing bdelloids to recover and continue reproducing after doses of IR causing hundreds of DSBs per nucleus. Bdelloid rotifers therefore offer an advantageous system for investigation of enhanced anti-oxidant protection and its consequences in animal systems.cell death | Deinococcus radiodurans | desiccation | DNA breakage

Genomic evidence for ameiotic evolution in the bdelloid rotifer Adineta vaga

“…in bdelloid rotifers 23 . Carbohydrate-active enzymes (CAZymes) in the genome of A. vaga are also notably diverse and abundant, with 1,075 genes falling into 202 characterized families.…”

Vieillissement : la chimie d’une horloge biologique flexible

“…Mais une thérapie préventive serait bien préférable à cette thérapie réparatrice apportant de nouvelles protéines, car elle assurerait la pérennité du processus naturel de renouvellement du protéome en renforçant les voies de renouvellement des protéines (dégradation sélective par le protéasome, autophagosome, chaperons, et synthèse de novo). C'est exactement la stratégie choisie par l'évolution de la résilience des organismes robustes [8,9].…”

“…Nous avons récemment établi que chez les bactéries [8] et chez les animaux [9], la morbidité et la mortalité cellulaires corrèlent avec l'accumulation des protéines endommagées par oxydation. D'autre part, la mort cellulaire par irradiation est fonction non pas tant des dommages subis par l'ADN -support de l'information -que de ceux subis par les protéines effectrices [8,11].…”

“…Ce n'est pas surprenant : ce sont des protéines qui réparent l'ADN, et pas l'inverse. La démonstration en est apportée chez les bactéries [12,13] et chez les animaux [9] les plus résistants aux radiations : la réparation spectaculaire de l'ADN morcelé par des niveaux extrêmes de radiations ionisantes est due à la protection des protéines contre les dégâts oxydatifs radio-induits et non pas à l'évolution des systèmes nouveaux de réparation [13]. Il semble que les auteurs de cet effet protecteur soient de petites molécules qui neutralisent tous les ROS.…”

Death by UVC Light Correlates with Protein Damage in Isogenic Human Tumor Cells: Primary Tumor SW480 versus its Metastasis SW620

“…A recent finding that prokaryotic and eukaryotic cell death correlates with proteome, rather than genome, damage [1,2] led us to seek correlations between tumor cell resilience and proteome damage.…”