Extremotolerant tardigrade genome and improved radiotolerance of human cultured cells by tardigrade-unique protein
【一言まとめ】高い放射線耐性を持つクマムシから新規タンパク質を同定し、ヒト培養細胞においてそのタンパク質を発現させると放射線耐性が上がることが明らかとなった。
【著者】 Takuma Hashimoto, Daiki D. Horikawa, Yuki Saito, Hirokazu Kuwahara, Hiroko Kozuka-Hata, Tadasu Shin-I, Yohei Minakuchi, Kazuko Ohishi, Ayuko Motoyama, Tomoyuki Aizu, Atsushi Enomoto, Koyuki Kondo, Sae Tanaka, Yuichiro Hara, Shigeyuki Koshikawa, Hiroshi Sagara, Toru Miura, Shin-ichi Yokobori, Kiyoshi Miyagawa, Yutaka Suzuki, Takeo Kubo, Masaaki Oyama, Yuji Kohara, Asao Fujiyama, Kazuharu Arakawa, Toshiaki Katayama, Atsushi Toyoda & Takekazu Kunieda
【所属機関】東京大学
【URL】http://www.nature.com/articles/ncomms12808
【Abstract】 Tardigrades, also known as water bears, are small aquatic animals. Some tardigrade species tolerate almost complete dehydration and exhibit extraordinary tolerance to various physical extremes in the dehydrated state. Here we determine a high-quality genome sequence of Ramazzottius varieornatus, one of the most stress-tolerant tardigrade species. Precise gene repertoire analyses reveal the presence of a small proportion (1.2% or less) of putative foreign genes, loss of gene pathways that promote stress damage, expansion of gene families related to ameliorating damage, and evolution and high expression of novel tardigrade-unique proteins. Minor changes in the gene expression profiles during dehydration and rehydration suggest constitutive expression of tolerance-related genes. Using human cultured cells, we demonstrate that a tardigrade-unique DNA-associating protein suppresses X-ray-induced DNA damage by ∼40% and improves radiotolerance. These findings indicate the relevance of tardigrade-unique proteins to tolerability and tardigrades could be a bountiful source of new protection genes and mechanisms.
【Abstract翻訳】水牛とも呼ばれるTardigradesは、小さな水生動物です。いくつかの退色した種は、ほぼ完全な脱水に耐え、脱水状態の様々な物理的極限に対して卓越した耐性を示す。ここでは、最もストレス耐性の高い退屈な種の1つであるRamazzottius varieornatusの高品質ゲノム配列を決定します。正確な遺伝子レパートリー分析は、推定外来遺伝子のわずかな割合（1.2％またはそれ以下）の存在、ストレス損傷を促進する遺伝子経路の喪失、損傷の改善に関連する遺伝子ファミリーの拡大、および進化および新規なタジグラド独特の高発現を明らかにするタンパク質。脱水および再水和中の遺伝子発現プロフィールのわずかな変化は、耐性関連遺伝子の構成的発現を示唆している。ヒト培養細胞を使用して、我々は、馬鈴薯特有のDNA結合タンパク質が、X線誘発DNA損傷を約40％抑制し、耐放射性を改善することを実証する。これらの知見は、鎮痛性および鎮痛性に対する鎮痛剤固有のタンパク質の関連性が、新たな保護遺伝子および機構の豊富な源であり得ることを示している。
【どんなもの？】
発見されたDsupと呼ばれる新規タンパク質によって生物の放射線耐性が上昇する。
【先行研究と比べてどこがすごい？】今までゲノムがあまり読まれたことがなかったヨコヅナクマムシを解析したこと。
【技術や手法のキモはどこ？】
ゲノム配列を高精度で決定することによって新規タンパク質を発見したこと
【どうやって有効だと検証した？】
同定したタンパク質をヒトの培養細胞で発現させることによって放射線耐性の評価をした
【議論はある？】Dsupの他にも新規タンパク質が発見されたようなのでそれらのタンパク質がどのようなキャラクターを持っているのか。
