Investigation of mechanisms for stress reparation under cryptobiosis in a unicellular organism

2022 Fiscal Year Final Research Report

• Project/Area Number: 19K16193
• Research Category: Grant-in-Aid for Early-Career Scientists
• Allocation Type: Multi-year Fund
• Review Section: Basic Section 44050:Animal physiological chemistry, physiology and behavioral biology-related
• Research Institution: Fukushima National College of Technology
• Principal Investigator: Sogame Yoichiro 福島工業高等専門学校, 化学・バイオ工学科, 助教 (60769850)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2023-03-31
• Keywords: 無代謝休眠 / 原生生物 / 繊毛虫 / 細胞修復 / ガンマ線

Outline of Final Research Achievements

In this study, I analyzed mechanisms for cell repair　of unicellular ciliate Colpoda cucullus in the process of resting cyst formation. I found that Colpoda resting cysts tolerate to more than 8000 Gy gamma radiation and proteins damaged by gamma radiation can be repaired in the cryptobiotic process of the resting cyst formation. In addition, RNA-Seq using next-generation sequencing revealed that some mechanisms controlｌing the resting cyst formation, including the cellular repair mechanism. Many genes whose expression level is up-regulated or down-regulated in resting cysts were identified.

Free Research Field

動物生理学

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

休眠シストは、古くからその耐性に関して研究されてきた。これまでに、乾燥、高温、低温（凍結）、酸と塩基、UVなど様々な耐性があることが報告されている。本研究では、コルポーダの休眠シストに強いガンマ線耐性があることを明らかにし、休眠シストの耐性に関する知見をさらに広げることができた。また、休眠シストは、ミトコンドリアの膜電位が停止することなどから無代謝休眠の状態であると考えられてきたが、ガンマ線による細胞の障害を修復していることを明らかにした。その修復機構に始まり、休眠シスト形成の現象を司る因子（遺伝子）も同定することができ、休眠シストの理解にさらに繋がったと考えられる。