極限環境耐性動物クマムシの持つ耐性メカニズムのダイナミズムと新規分子原理の解明

阐明缓步动物（一种抵抗极端环境的动物）抵抗机制的活力和新颖的分子原理

• 批准号: 20K20580
• 负责人: 國枝 武和
• 金额: $ 16.64万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Pioneering)
• 财政年份: 2020
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2020-07-30 至 2024-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-20K20580/
• 关键词: 乾燥耐性; ゲル相転移; クマムシ; ストレス; 細胞骨格; 相分離; ソフトマター; 弾性体; 相転移; ゲル

本研究課題では、これまでに同定してきた脱水ストレスに応答して可逆的に特有の構造体を形成するクマムシタンパク質群 T-DRYPs について解析することで、新たな耐性原理の検証と提唱を目指している。本年度は、まずこれまでに主にヒト培養細胞を用いて明らかにしていたストレスに応答して線維化するクマムシ固有の耐性タンパク質CAHS3について、クマムシ個体における挙動の解析を行った。まず、免疫組織化学を用いた超解像イメージングによりクマムシ成体において内在性CAHS3タンパク質は主に表皮細胞と体腔細胞に発現していることを明らかにした。さらに乾燥前後における細胞内の挙動を解析した結果、乾燥依存に細胞骨格様の密な繊維状ネットワークを形成することを見出した。さらに、同タンパク質のクマムシ個体における存在量がin vitroでゲル転移を引き起こすに足る濃度とほぼ同等であることを明らかにした。これらの結果はこれまでヒト培養細胞など異種細胞発現系で明らかにしてきたように、クマムシ細胞においても内在性CAHSタンパク質が乾燥依存に線維化しゲル転移を誘起することを示唆している。また、繊維化を可能にする構造基盤を明らかにするために、線維化能の異なるCAHSパラログ間のスワップ解析から繊維化能を規定する領域を絞り込んだ後、変異導入解析によって乾燥時に形成されるヘリックス構造における電荷アミノ酸の連続した局在が繊維化に決定的であり、静電相互作用が重要な形成基盤の１つであることを示唆した。

This research topic is about the formation of unique reversible structures, the analysis of T-DRYPs, and the demonstration of new tolerance principles. This year, the analysis of the intrinsic tolerance of CAHS3 and CAHS3 was carried out. Immunohistochemical examination revealed that the epithelial cells and coelomic cells were present in the body. The results of the analysis of the intracellular movement before and after drying show that the formation of the cellular structure depends on drying. The amount of water present in the body is equal to the concentration of water present in the body. The results showed that the cells in culture, xenogeneic cell development system, and intrinsic CAHS in cells were dry dependent, linear maintenance, and migration induced. The structure of the base plate may be characterized by the difference in linear dimensional energy between CAHS and CAHS, and the difference in linear dimensional energy between CAHS and CAHS may be determined by the difference in CAHS and CAHS.

项目成果

クマムシはどうやって極限環境に耐えるのか？

缓步动物如何在极端环境中生存？

• 发表时间: 2021
• 作者: 國枝武和

放射線も平気？極限環境に耐える動物クマムシ

辐射好吗？

• 发表时间: 2021
• 作者: 石野史敏;金児-石野知子;國枝武和
• 通讯作者: 國枝武和

クマムシ固有の耐性タンパク質CAHSの脱水様ストレス依存の線維化に必要な高次構造と細胞を保護するメカニズムの解析

脱水样应激依赖性纤维化所需的缓步动物特异性抗性蛋白CAHS的高阶结构分析及保护细胞的机制

• 发表时间: 2022
• 作者: Ryusuke Miyata;Daisuke Tadaki;Daichi Yamaura;Shun Araki;Madoka Sato;Maki Komiya;Teng Ma;Hideaki Yamamoto;Michio Niwano;Ayumi Hirano-Iwata;Hirokazu Toju;水上民夫;Poonperm R;小嶋さくら・菊池隼人・森さやか・押田龍夫・山内健生;佐藤友，城倉圭，柴 小菊，稲葉 一男;田中彬寛
• 通讯作者: 田中彬寛

クマムシ固有分泌型熱可溶性タンパク質SAHS1のリガンド解析

缓步动物特异性分泌型热溶蛋白 SAHS1 的配体分析

• 发表时间: 2020
• 作者: 安井玲太朗;田中彬寛;國枝武和
• 通讯作者: 國枝武和

クマムシ：極限ストレス耐性のメカニズム-ヒトへの応用を展望して

缓步动物：极端压力耐受机制 - 具有应用于人类的前景

• 发表时间: 2022
• 期刊: 医学のあゆみ（医歯薬出版）
• 作者: Hayakawa Eisuke;Guzman Christine;Horiguchi Osamu;Kawano Chihiro;Shiraishi Akira;Mohri Kurato;Lin Mei-Fang;Nakamura Ryotaro;Nakamura Ryo;Kawai Erina;Komoto Shinya;Jokura Kei;Shiba Kogiku;Shigenobu Shuji;Satake Honoo;Inaba Kazuo;Watanabe Hiroshi;平谷伊智朗;國枝武和
• 通讯作者: 國枝武和