Genome protection and repair mechanisms for the extreme desiccation tolerance, anhydrobiosis

极端干燥耐受性、脱水生物的基因组保护和修复机制

• 批准号: 22H00372
• 负责人: 黄川田 隆洋
• 金额: $ 27.04万
• 依托单位: National Agriculture and Food Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00372/
• 关键词: DNA修復; 極限乾燥耐性; ゲノム; CRISPR

本研究の目的は、ネムリユスリカの乾燥・再水和の過程で生じる”DNAの障害”が、”どの場所”で生じて、”どのような因子で保護・修復”しているのかを知ることで、"乾燥耐性をもたらすDNA保護・修復機構"の全容を解明することにある。これまでの研究から、Pv11細胞の極限乾燥耐性には、ゲノムDNAの高次構造を安定保護させる機構と、DNA鎖の傷害を完全に修復させる機構の双方が存在していることが示唆された。極限的乾燥耐性は、Pv11細胞以外の培養細胞では認められない事から、特殊なゲノム構造保護因子やDNA修復因子の存在が予想される。そこで本研究では、新規なゲノムDNAの保護・修復因子の同定と機能解析を行う。2022年度はネムリユスリカに最適化された網羅的DNA二本鎖切断（DSB）マッピング法 (Pv-BLISS)の開発と、ネムリユスリカ培養細胞を用いた乾燥処理DSBデータベース（Breakome）の構築を目指した。Pv11細胞の乾燥・再水和過程の複数のタイムポイントで、細胞を固定し、コメットアッセイによりDNA障害の評価を行った。ポジティブコントロールとして実施した過酸化水素処理でPv11細胞のDNAが確かに障害を受けていることが確認できた。現在、集積したコメットアッセイのデータの画像解析を進めている。また、網羅的DSBマッピング法としてBLISSの改良版であるsBLISSをベースに手法のPv11細胞に最適化されたライブラリ構築プロトコルの開発を行い、最終的に目的とするNGS解析用ライブラリを取得した。2023年度はライブラリのシーケンスを行い、Pv11細胞の乾燥再水和過程のBreakomeデータベース構築を行う予定である。

The purpose of this study is to understand the process of drying and rehydration of DNA, the location of DNA damage, the factors of DNA protection and repair, and the overall content of DNA protection and repair mechanism. This study indicates that both mechanisms exist for the extreme desiccation tolerance of Pv11 cells, for the stability and protection of high-order DNA structures, and for the complete repair of DNA locks. The ultimate desiccation tolerance, Pv11 cells and other cultured cells were not recognized, and the presence of special protective factors and DNA repair factors was not expected. This study is aimed at analyzing the identity and function of DNA protection and repair factors. In 2022, the development and production of DNA double lock cleavage (DSB) in cell culture was optimized by drying DSB (Breakome). Pv11 cells drying, rehydration and process of a number of different types of media, cell fixation, media, DNA damage assessment The DNA of Pv11 cells was confirmed to be damaged by acid treatment. Now, the collection of photos and pictures is in progress. The improved version of BLISS and the DSB analysis method for NGS analysis were optimized for the development and final purpose of the Pv11 cell line. In 2023, the drying and rehydration of Pv11 cells and the construction of Breakome design were scheduled.

项目成果

乾燥しても死なない秘密: Secret of not Dying from Drying out

不因干燥而死的秘诀

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuki Yoshida§;Oleg Gusev;Richard Cornette;Takahiro Kikawada;Satoshi Kida;黄川田隆洋
• 通讯作者: 黄川田隆洋

極限乾燥耐性に対する水による影響の反応速度論的考察

水对极端干燥耐受性影响的动力学考虑

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuki Yoshida§;Oleg Gusev;Richard Cornette;Takahiro Kikawada;Satoshi Kida;黄川田隆洋;Tamau Kawashima,Nene Kabayama,Yuki Odagiri,Toshiyuki Tanimizu,Rie Ishikawa,Satoshi Kida;山田貴大
• 通讯作者: 山田貴大