超回復力を持つクマムシは放射線で損傷したDNAをどのように修復するのか

顕微鏡レベルのクマムシは、1773年に初めて発見されて以来、その驚くべき強靭さで科学者を魅了してきた。クマムシは過酷な環境下で休眠状態に入る時期を感知できる。クマムシは危険なレベルの放射線にも耐えることができ、その理由はDNAの驚くべきメカニズムにあるのかもしれない。致死的な放射線にさらされると、DNAを修復するプロセスが過剰になり、損傷したDNAを修復する。この発見は、4月12日にCurrent Biology誌に掲載された研究で説明されている。

「私たちが見たものは驚きでした」と、研究の共著者でノースカロライナ大学チャペルヒル校の生物学者ボブ・ゴールドスタイン氏は声明で述べた。「クマムシは私たちが予想していなかったことをしているのです。」

過度の放射線被曝の多くの危険性のうち、DNA を損傷する能力があります。人間の場合、過度の放射線による DNA 損傷は、さまざまな癌や心臓血管疾患などの病気と関連しています。クマムシ、別名「ミズベナ」は、信じられないほどの量の放射線に耐えることができます。1963 年に研究者は、クマムシが人間が耐えられる放射線の 1,400 倍の強さに耐えられることを初めて発見しました。現在、科学者はクマムシの体が DNA の放射線損傷を修復する方法を垣間見ています。

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この新しい研究では、ノースカロライナ大学チャペルヒル校のチームが、過去25年間に開発された実験方法を使用して、クマムシが放射線被曝を生き延びるために使用する内部遺伝メカニズムを特定しました。彼らは、 Hypsibius exemplarisと呼ばれるクマムシの一種を調べました。 クマムシは放射線による DNA 損傷を免れることはできません。その代わりに、クマムシはこの種の広範囲にわたる損傷を修復することができます。クマムシは放射線にさらされると、何百もの遺伝子の力を利用して DNA を修復するための新しいタンパク質を作り出します。そしてこれらのタンパク質は DNA 修復のレベルを、研究共著者で生物学者のコートニー・クラーク・ハクテル氏が「とんでもない」レベルにまで引き上げます。

「これらの動物は放射線に対して驚くべき反応を示しており、それが彼らの極めて高い生存能力の秘密であるようだ」とクラーク・ハクテル氏は声明で述べた。「クマムシが放射線ストレスを克服する方法について私たちが学んでいることは、他の動物や微生物を有害な放射線から守る方法についての新しいアイデアにつながる可能性がある」

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UNC-チャペルヒルの科学者たちが研究を終えると同時に、フランスの研究チームも実験で同様の結果を発見した。パリ自然史博物館の研究者ジャン=ポール・コンコルデとアンヌ・ド・シアンとその同僚たちは、ガンマ線はクマムシのDNAを粉砕したが、クマムシを死滅させることはなかったことを発見した。彼らはまた、DNAを保護するTRD1と呼ばれる新しいクマムシタンパク質を発見した。このタンパク質を人間の細胞に入れると、細胞がダメージに耐えるのに役立つようだ。コンコルデはニューヨークタイムズ紙に、TRD1は染色体をつかんで、染色体鎖がほつれ始めても正しい形を保つ可能性があると語った。このようなタンパク質を理解することで、DNAが損傷するガンやその他の疾患に対する新しい治療法が開発される可能性がある。

「彼らが使うどんなトリックも、我々にとって有益かもしれない」とコンコルデット氏は語った。コンコルデット氏の研究結果は、1月にeLife誌に査読済みのプレプリントとして発表された。