2018 Fiscal Year Annual Research Report
マルチオミクス解析によるクマムシ乾眠機構の全体像の解明
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17H03620
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| Research Institution | Keio University |
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Principal Investigator |
荒川 和晴 慶應義塾大学, 環境情報学部(藤沢), 准教授 (40453550)
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| Project Period (FY) |
2017-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | クマムシ / 乾眠 / トランスクリプトーム / リン酸化プロテオーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
クマムシが乾燥シグナルを感知するカスケードを明らかにするために、昨年度までにリン酸化プロテオミクスによってあきらかとなったAMPK経路をさらにAMPK阻害剤・促進剤を用いて検証したところ、AMPK阻害によって乾眠成功率が有意に現象することが明らかとなり、本経路が乾燥センシングに必須であることを見出した。さらに、脱リン酸化反応阻害後のリン酸化プロテオミクスにより、AMPKの上流及び下流の因子の候補を複数見出すことができた。これにより、Hypsibius exemplarisにおける乾眠プレコンディショニングに必須なセンシング経路の概要像を得られたと考えている。
交叉耐性については、紫外線や放射線照射後のDNA損傷・酸化ストレスダメージについて、ストレス処理後一定時間経過後にクマムシを乾眠させ、その復帰率や復帰時間からダメージ度合いを定量化する手法を新規に確立させた。これにより、紫外線照射後6-9時間経過後まではダメージの蓄積が有意に残ることが確認され、樽形成による防御だけでなく、乾眠・ストレス後の修復過程もクマムシの極限環境耐性に重要であることが示された。実際に、乾眠導入時と異なり乾眠復帰時には数百以上の遺伝子が大規模な発現変動をしており、その中にはDNA損傷修復や参加ストレス応答の経路が含まれている。この時に大きく発現変動する新規クマムシ遺伝子ファミリーも新規にトランスクリプトーム解析から見出しており、今後どのようにクマムシにおける修復が働いているかを掘り下げて調査していく。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
当初の目的通り、クマムシが乾燥シグナルを感知するシグナル伝達経路を明らかにするため、トランスクリプトーム解析・リン酸化プロテオーム解析・ATAC-Seq 解析などを行い、初期のシグナル伝達・発現誘導応答について全体像を観察できた。ダメージの定量方法については限られた個体数のクマムシを殺さずに計測するため、方針を一部変更し、新規に連続乾眠や乾眠後の復帰時間を定量化することで計測する新たな実験系を構築したが、これにより乾燥を含むストレス後のダメージの存在を確認できた。
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| Strategy for Future Research Activity |
クマムシ乾眠復帰時のダメージが具体的にどこに入っているのか、それをどう修復しているのか、を明らかにするため、これまでにトランスクリプトーム解析で見出した新規遺伝子ファミリーの機能解析や、生体組織の観察を並行して進める。
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