Ten niezwykły mechanizm zaobserwował zespół pod kierunkiem prof. Karine Van Doninck z Wolnego Uniwersytetu Brukselskiego (Université Libre de Bruxelles) oraz prof. Bernarda Halleta z Katolickiego Uniwersytetu w Lowanium (Université Catholique de Louvain). W trakcie eksperymentów wrotki poddano działaniu promieniowania protonowego w dawkach sięgających 100, 250 i 500 grejów. Najsilniejsza z nich wywołała około 440 pęknięć obu nici DNA (DSB) w genomie, rozbijając pojedyncze chromosomy na nawet 30–50 odrębnych fragmentów. U ludzi dawka ta byłaby śmiertelna setki razy, lecz A. vaga nie tylko przeżyła, ale natychmiast przystąpiła do bezpłciowej reprodukcji.
Gdy badacze wyhodowali klonalną populację z pojedynczego jaja zniesionego przez napromieniowanego osobnika, spodziewali się identycznych zniszczeń we wszystkich liniach. Zamiast tego sekwencjonowanie wykazało zróżnicowane ubytki (delecje) i stopniowe odzyskiwanie utraconych sekwencji w miarę upływu pokoleń. Zwierzęta po prostu ustabilizowały luźne końce połamanych fragmentów DNA i przekazały je potomstwu w stanie nienaprawionym.
Przekazanie poszatkowanych chromosomów do komórek potomnych jest możliwe dzięki specyficznej budowie genomu wrotków. W przeciwieństwie do większości organizmów wyższych, których chromosomy posiadają pojedynczy centromer niezbędny do ich rozciągnięcia podczas podziału, A. vaga dysponuje chromosomami holocentrycznymi. Kluczowe elementy strukturalne są w nich rozproszone wzdłuż całej długości nici, co sprawia, że nawet oderwane odłamki zachowują zdolność do prawidłowej segregacji podczas podziału komórkowego i trafiają do komórek potomnych.
Sam proces odbudowy kodu genetycznego nazwano mechanizmem BIHER (break-induced homologous extension repair). Choć A. vaga rozmnaża się wyłącznie partenogenetycznie, posiada diploidalny genom z parami chromosomów homologicznych i zachowuje zmodyfikowaną formę mejozy. Kiedy uszkodzony fragment DNA trafia do nowej generacji, odszukuje swoją nienaruszoną bliźniaczą kopię na drugim chromosomie i używa jej jako fizycznej matrycy do rekonstrukcji brakujących nukleotydów. Jeśli uszkodzenia są zbyt rozległe, by usunąć je w jednym cyklu życiowym, proces powtarza się iteracyjnie przez kilka kolejnych pokoleń, aż struktura chromosomu zostanie w pełni przywrócona, a delecje wymazane.
Co ciekawe, ta spektakularna odporność radiologiczna nie powstała w odpowiedzi na promieniowanie jonizujące, z którym wrotki w naturze niemal się nie stykają. To ewolucyjny skutek uboczny przystosowania do anhydrobiozy – zdolności do niemal całkowitego wysychania w mchach i porostach. Gwałtowna utrata wody wywołuje w strukturze kwasów nukleinowych dokładnie takie same zniszczenia mechaniczne (podwójne pęknięcia nici) jak silne promieniowanie, zmuszając te mikroskopijne bezkręgowce do wykształcenia bezprecedensowego w świecie zwierząt aparatu naprawczego.
Odkrycie to ma istotne znaczenie dla medycyny oraz badań kosmicznych. Zrozumienie, jak wrotki radzą sobie z chaosem genomowym, może pomóc w badaniach nad chromotrypsją – zjawiskiem gwałtownego rozpadu i chaotycznego łączenia chromosomów obserwowanym w agresywnych komórkach nowotworowych. Ponadto mechanizmy stabilizacji i naprawy pofragmentowanego DNA stanowią cenny wzorzec w projektowaniu osłon biologicznych i terapii chroniących astronautów przed promieniowaniem galaktycznym podczas przyszłych misji na Marsa.
