クマムシの遺伝子がヒトDNAを放射線から守る

最終更新日:2018年7月23日

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診療放射線技師コラム

クマムシの遺伝子がヒトDNAを放射線から守る

2016.11.08

今年9月に国立遺伝学研究所(静岡県三島市)と東京大学などは共同で、小動物のクマムシが放射線からヒト細胞のDNAを守るのにも役立つ遺伝子を持つことを発見したと発表している。

高温や真空、宇宙空間などの過酷な環境でも生きることができることから「最強の生物」とも呼ばれるクマムシ。

今回の共同研究グループがクマムシのゲノム解読(全遺伝情報解析)を行ったところ、クマムシに固有に見られる新規タンパク質「Dsup(ディーサップ)」が培養したヒト細胞の放射線に対する耐性を向上させたという。

同研究成果は、9月20日付けの英科学誌「Nature Communications」(電子版)に掲載されている。

放射線や宇宙でも「乾眠」して生きるクマムシ

クマムシは、4対8脚の緩歩(かんぽ)動物の一種で、体長は0.1~1ミリ。海や陸上に高山、熱帯などいたるころに生息し、約1200種が確認されている。

陸上に生息するクマムシの中には、外界が乾燥するとその環境に応じて脱水し、体を縮めて「乾眠」という休眠状態になる。この「乾眠」は無代謝状態でもあり、極度の乾燥や高温・極低音、高圧、放射線や宇宙空間(真空)などの環境下でも耐えられることが知られている。

放射線への強い耐久性の新規タンパク質を発見

クマムシは高線量の紫外線やX線、ガンマ線などの放射線に耐えられるが、ヒトのX線の致死線量が500レントゲンに対して、乾眠状態のクマムシは57万レントゲンでも半致死線量(半分が死亡する)にとどまる。また、宇宙空間にさらされて10日間生存できることも確認されている。

しかし、クマムシが強い放射線などの極限環境にも耐えられるこのような現象について、その分子メカニズムはこれまでほとんど解明されていなかった。

そこで今回の共同研究グループでは、クマムシの中でもより高い放射線耐性を持った「ヨコヅナクマムシ」のゲノム解読を高精度で行うことで、クマムシが放射線からDNAを保護するメカニズムの一端を解明したという。

通常DNAは強いX線を当てられると傷ついてしまうが、共同研究グループではクマムシ固有の新規タンパク質「Dsup」がDNAと結合することで、X線や活性酸素種によりDNAが切断されるのを抑制することを発見した。

クマムシの優れた耐性能力によって極限状態でも生きることができる理由の一部が解明された形だ。

ヒトDNAの放射線耐性への応用も期待

また、このクマムシの新規タンパク質「Dsup」を導入したヒト培養細胞では放射線によるDNAへの傷害が大幅に抑制されて、ヒト細胞が増殖することも判明したという。 そのため、このクマムシの耐性遺伝子は哺乳動物の放射線耐性の向上につなげることができることが分かり、今後のさらなるクマムシ遺伝子の解明が望まれる。

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