| Project/Area Number |
22K19302
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| Research Category |
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
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| Allocation Type | Multi-year Fund |
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| Review Section |
Medium-sized Section 43:Biology at molecular to cellular levels, and related fields
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| Research Institution | National Institutes of Natural Sciences |
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Principal Investigator |
Tanaka Sae 大学共同利用機関法人自然科学研究機構(機構直轄研究施設), 生命創成探究センター, 特任助教 (60770336)
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| Project Period (FY) |
2022-06-30 – 2024-03-31
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| Project Status |
Completed (Fiscal Year 2023)
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| Budget Amount *help |
¥6,370,000 (Direct Cost: ¥4,900,000、Indirect Cost: ¥1,470,000)
Fiscal Year 2023: ¥1,300,000 (Direct Cost: ¥1,000,000、Indirect Cost: ¥300,000)
Fiscal Year 2022: ¥5,070,000 (Direct Cost: ¥3,900,000、Indirect Cost: ¥1,170,000)
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| Keywords | 乾燥耐性 / クマムシ / ライブイメージング / 外来遺伝子発現 / トランスジェニック / バイオイメージング |
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| Outline of Research at the Start |
クマムシという微小動物は乾燥耐性をもち、周辺環境が乾燥すると、体内の水分量を３％以下まで低下させた状態になる。この状態では、タンパク質合成などの代謝は一時的に停止するが、給水後約15分で元の状態に戻ることができる。
申請者は、GFPなどのタンパク質をクマムシにおいて発現させるシステムを新規に開発した。これにより、脱水していくクマムシの中でどのような現象が起きているのかをそのまま可視化することができるようになった。本研究ではこのシステムを用いて、乾燥耐性に関わるとされているタンパク質の挙動や細胞の変化を観察し解析していく。
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| Outline of Final Research Achievements |
Tardigrades, microscopic animals, can tolerate desiccation by entering a dehydrated state (anhydrobiosis) in which the amount of water in their bodies is reduced to less than 3%. In this state, metabolism such as oxygen consumption and protein synthesis is temporarily suspended, but can resume within about 15 minutes after water is added. To date, we have performed omics analysis of the genome, transcriptome, and proteome to elucidate the anhydrobiotic mechanism of tardigrades, and have identified several candidate genes unique to tardigrades. In this research, we have developed a new gene expression system of tardigrades, which makes it possible to express any gene in an individual tardigrade, and successfully performed the world's first live imaging of tardigrades.
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| Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements |
クマムシの乾眠能力は、生体の完全な乾燥保存の良いモデルであるだけでなく、生き物のなかの自由な水分子が存在しない状態として「生命に水は必須である」という生物学的な常識に切り込むことができるという点でも非常に興味深い。本研究で開発したクマムシへの外来遺伝子導入手法は、クマムシの細胞内において脱水・給水の過程でどのような現象が生じているのかをライブで観察することを可能にした。本研究成果は、SNSや国内の新聞で複数取り上げられたほか、イメージングの賞 NIKON JOICO AWARD 2023を受賞した。
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