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ネムリユスリカの持つ極限的な放射線耐性の分子機構の解明とその宇宙生物学への利用

Research Project

Project/Area Number 07F07619
Research Category

Grant-in-Aid for JSPS Fellows

Allocation TypeSingle-year Grants
Section外国
Research Field Molecular biology
Research InstitutionNational Institute of Agrobiological Sciences

Principal Investigator

奥田 隆  National Institute of Agrobiological Sciences, 乾燥耐性研究ユニット, ユニット長

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) GUSEV Oleg  独立行政法人農業生物資源研究所, 乾燥耐性研究ユニット, 外国人特別研究員
GUSEV O  独立行政法人農業生物資源研究所, 乾燥耐性研究ユニット, 外国人特別研究員
Project Period (FY) 2007 – 2009
Project Status Completed (Fiscal Year 2009)
Budget Amount *help
¥2,300,000 (Direct Cost: ¥2,300,000)
Fiscal Year 2009: ¥500,000 (Direct Cost: ¥500,000)
Fiscal Year 2008: ¥1,000,000 (Direct Cost: ¥1,000,000)
Fiscal Year 2007: ¥800,000 (Direct Cost: ¥800,000)
Keywords放射線耐性 / クリプトビオシス / 抗酸化酵素 / HSP / DNA二重鎖切断 / DNA修復 / イオンビーム / 宇宙生物学
Research Abstract

ネムリユスリカ幼虫が乾燥過程で発現する遺伝子のESTデータベースをもとに、乾燥ストレスに関わる遺伝子のクローニンングを行なった。その主な内訳は、分子シャペロン(hsp27, p26, hsp60, hsp70, hsp70, hsp90)、抗酸化因子(Mn-,Zn-,Cu-SOD, Catalase, Glutathione Peroxidase)、DNA修復酵素(Photolyase,Rad23,Rad51,pms)、そしてアポトーシス関連因子(Survivin, Aif, AIP)などである。更にこれらの遺伝子の発現パターンを乾燥ストレスおよび放射線ストレスを与えた後に定量的PCRで解析を行った結果、乾燥ストレスで発現誘導された多くの遺伝子が放射線照射後にも発現誘導されていた。クリプトビオシスに誘導された幼虫が放射線に対しても交差抵抗性を示すメカニズムが明らかとなってきた。その他、新規性の高い興味深い発見としてアポトーシスの抑制に関わるとされているGelsorine遺伝子の発現が認められた。実際、ネムリユスリカでは高い放射線照射後もアポトーシス誘導はわずかにしか認められない。
放射線感受性ヤモンユスリカ幼虫とネムリユスリカ幼虫にヘリウムイオンビーム(70,100,480Gy)を照射後、コメットアッセイ法を用いてDNAの損傷と修復について解析を行ったところ、照射48時間後の損傷及び修復程度に両者で顕著な差は認められなかったが、照射96時間後はネムリユスリカの修復能がわずかだが有意に高かった。ネムリユスリカが特異的にDNA修復の能力に優れているわけではない事実を明らかにした。
国際宇宙ステーションに運ばれ、30ヶ月間、宇宙空間に直接暴露されたネムリユスリカ幼虫が回収された。80℃以上の高温に長期間曝されたにもかかわらず、水戻ししたところ蘇生した。このサンプルが受けた宇宙空間でのストレスの査定をおこなった。

Report

(3 results)
  • 2009 Annual Research Report
  • 2008 Annual Research Report
  • 2007 Annual Research Report
  • Research Products

    (5 results)

All 2009 2008 2007

All Presentation (5 results)

  • [Presentation] Sleeping Chironomid" Polypedilum vaderplanki : morphological, genetical and biochemical tricks for survival in outer space2009

    • Author(s)
      Gusev O, Kikawada T, Cornette R, Sychev V, Levinskikh R., Alexeev V., Malutina, L., Novikova, N.Okuda T
    • Organizer
      9th European Workshop on Astrobiology EANA'09
    • Place of Presentation
      ベルギー、ブリュッセル
    • Related Report
      2009 Annual Research Report
  • [Presentation] An anhydrobiotic insect, Polypedilum vanderplanki as a tool for astrobiology2008

    • Author(s)
      Gusev, O., Y. Nakahara, V. Sychev, M. Levinskikh, N. Novikova, V. Alexeev, T. Kikawada, T. Okuda
    • Organizer
      24^<th> Space Science Symposium
    • Place of Presentation
      Tokyo, Japan
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] An anhydrobiotic insect, Polypedilum vanderplanki as a tool for astrobiology2008

    • Author(s)
      Gusev, O., Y. Nakahara, V. Sychev, M. Levinskikh, N. Novikova, V. Alexeev, T. Kikawada, T. Okuda
    • Organizer
      Annual Meeting of Japan Geoscience Union
    • Place of Presentation
      Chiba, Japan
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Genetic compensation of high dose radiation-induced damage in an anhydrobiotic insect2008

    • Author(s)
      Gusev, O., Y. Nakahara, T. Sakashita, T. Kikawada, T. Okuda
    • Organizer
      37th COSPAR Scientific Assembly
    • Place of Presentation
      Montreal, Canada
    • Related Report
      2008 Annual Research Report
  • [Presentation] Sleeping chironomid Polypedilum vanderplanki: is DNA rearrangement a key to understanding of origin of anhydrobiosis in insects?2007

    • Author(s)
      Gusev O, Nakahara Y, Kanamori Y, Kikawada T, Okuda T
    • Organizer
      第30回日本分子生物学会年会・第80回日本生化学学会大会
    • Place of Presentation
      横浜
    • Related Report
      2007 Annual Research Report

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Published: 2007-04-01   Modified: 2024-03-26  

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