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高い放射線耐性を持つ動物クマムシの放射線防護メカニズムの解析

研究課題

研究課題/領域番号 16H02951
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 放射線・化学物質影響科学
研究機関東京大学

研究代表者

國枝 武和  東京大学, 大学院理学系研究科(理学部), 准教授 (10463879)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2019年度)
配分額 *注記
18,200千円 (直接経費: 14,000千円、間接経費: 4,200千円)
2018年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
2017年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2016年度: 6,500千円 (直接経費: 5,000千円、間接経費: 1,500千円)
キーワード放射線 / クマムシ / DNA / 活性酸素種 / DNA防護 / 酸化ストレス / ゲノム編集 / 耐性 / 放射線耐性 / クロマチン構造 / ゲノム / 細胞周期
研究成果の概要

本研究課題では高い放射線耐性を示すクマムシに固有なDNA防護タンパク質Dsupについて、そのDNA防護メカニズムの解明を行った。その結果、Dsupタンパク質が活性酸素種からDNAを防護する活性を持ち、放射線への抵抗性の少なくとも一部は間接作用の遮蔽によることを示唆した。さらに、そのメカニズムはDNA傷害の修復促進ではなくストレス因子からのDNA防護であることを明瞭に示すとともに、それを可能にするDNAやクロマチンへの結合様式を持つことを示し、これまで知られていたものとはまったく異なる新たなDNA保護機構/放射線耐性機構を明らかにした。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究は地球上の動物の中でも抜きん出て放射線耐性の高いクマムシについて、その独自の放射線耐性タンパク質Dsupの性状・機能を解析することで、これまで知られていなかった新たなDNA保護機構/放射線耐性機構を明らかにしたもので、放射線による生物影響の低減技術の開発につながることが期待される。

報告書

(4件)
  • 2019 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2018 実績報告書
  • 2017 実績報告書
  • 2016 実績報告書
  • 研究成果

    (52件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 国際共同研究 (3件) 雑誌論文 (10件) (うち国際共著 1件、 査読あり 6件、 オープンアクセス 3件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (37件) (うち国際学会 12件、 招待講演 17件) 備考 (2件)

  • [国際共同研究] Medical College of Wisconsin(米国)

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [国際共同研究] Vienna Bio Center(Austria)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [国際共同研究] Durham University(United Kingdom)

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [雑誌論文] 最強とも呼ばれる可愛らしい動物・クマムシ2018

    • 著者名/発表者名
      國枝武和
    • 雑誌名

      生物工学会誌

      巻: 96 ページ: 92-95

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] Comparative genomics of the tardigrades Hypsibius dujardini and Ramazzottius varieornatus2017

    • 著者名/発表者名
      Yoshida Yuki、Koutsovoulos Georgios、Laetsch Dominik R.、Stevens Lewis、Kumar Sujai、Horikawa Daiki D.、Ishino Kyoko、Komine Shiori、Kunieda Takekazu、Tomita Masaru、Blaxter Mark、Arakawa Kazuharu
    • 雑誌名

      PLOS Biology

      巻: 15 号: 7 ページ: e2002266-e2002266

    • DOI

      10.1371/journal.pbio.2002266

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] DNA Protection Protein, a Novel Mechanism of Radiation Tolerance: Lessons from Tardigrades2017

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Takuma、Kunieda Takekazu
    • 雑誌名

      Life

      巻: 7 号: 2 ページ: 26-26

    • DOI

      10.3390/life7020026

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 極限環境耐性を持つクマムシのゲノム戦略を読み解く2017

    • 著者名/発表者名
      橋本拓磨、國枝武和
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 75 ページ: 131-133

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] X線からヒト培養細胞を守るクマムシタンパク質Dsup2017

    • 著者名/発表者名
      橋本拓磨、國枝武和
    • 雑誌名

      バイオサイエンスとインダストリー

      巻: 75 ページ: 102-103

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] クマムシのゲノムから発見した新規タンパク質Dsupはヒト培養細胞の放射線耐性を向上させる2017

    • 著者名/発表者名
      橋本拓磨、國枝武和
    • 雑誌名

      実験医学

      巻: 35 ページ: 445-448

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [雑誌論文] クマムシ固有の新規タンパク質によるヒト培養細胞の放射線耐性の向上2017

    • 著者名/発表者名
      橋本拓磨、堀川大樹、國枝武和
    • 雑誌名

      放射線生物研究

      巻: 52 ページ: 1-13

    • NAID

      40021183602

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Novel protein in tardigrade, Ramazzottius varieornatus, improves radio-tolerance of human cultured cells.2017

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto Takuma、Horikawa Daiki D.、Kunieda Takekazu
    • 雑誌名

      Radiation Biology Research Communications

      巻: 52 ページ: 1-13

    • NAID

      40021183602

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Extremotolerant tardigrade genome and improved radiotolerance of human cultured cells by tardigrade-unique protein.2016

    • 著者名/発表者名
      Hashimoto T, Horikawa DD, Saito Y, Kuwahara H, Kozuka-Hata H, Shin-I T, Minakuchi Y, Ohishi K, Motoyama A, Aizu T, Enomoto A, Kondo K, Tanaka S, Hara Y, Koshikawa S, Sagara H, Miura T, Yokobori S, Miyagawa K, Suzuki Y, Kubo T, Oyama M, Kohara Y, Fujiyama A, Arakawa K, Katayama T, Toyoda A and Kunieda T
    • 雑誌名

      Nature Communications

      巻: 7 号: 1 ページ: 12808-12808

    • DOI

      10.1038/ncomms12808

    • NAID

      120005971035

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Establishment of an isogenic strain of the desiccation-sensitive tardigrade Isohypsibius myrops (Parachela, Eutardigrada) and its life history traits.2016

    • 著者名/発表者名
      Ito M, Saigo T, Abe W, Kubo T and Kunieda T
    • 雑誌名

      Zool J Linn Soc

      巻: 178(4) 号: 4 ページ: 863-870

    • DOI

      10.1111/zoj.12449

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 査読あり / 謝辞記載あり
  • [学会発表] Tricks enabling extremotolerance of tardigrades2019

    • 著者名/発表者名
      Kunieda T
    • 学会等名
      MFPL international seminar
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] 極限環境に耐える動物クマムシの耐性戦略2019

    • 著者名/発表者名
      國枝 武和
    • 学会等名
      第38回分子病理研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 生体分子のストレスからのプロテクションと生命活動を如何にして両立させるか2019

    • 著者名/発表者名
      國枝武和、柴原礼良
    • 学会等名
      第4回クマムシ学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] クマムシ固有の細胞外分泌性脂肪酸結合タンパク質SAHSの乾燥耐性に寄与する分子メカニズムの解析2019

    • 著者名/発表者名
      田中彬寛、國枝武和
    • 学会等名
      第4回クマムシ学研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 宇宙にも耐える!極限環境に耐える動物クマムシのサバイバル戦略を読み解く2019

    • 著者名/発表者名
      國枝 武和
    • 学会等名
      第635回高崎研オープンセミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 極限環境に耐える動物クマムシから切り拓く新たな耐性メカニズム2019

    • 著者名/発表者名
      國枝 武和
    • 学会等名
      第2回理研科学者会議セミナー
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 脱水ストレス依存的に繊維/液滴状に凝集するクマムシタンパク質の解析2019

    • 著者名/発表者名
      田中彬寛、中野智美、西郷永希子、安井玲太朗、秦裕子、尾山大明、國枝武和
    • 学会等名
      極限環境生物学会2019年度(第20回)年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 極限環境耐性動物クマムシにおけるゲノム編集2019

    • 著者名/発表者名
      熊谷瞳、國枝武和
    • 学会等名
      第42回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 脱水ストレスに応答して繊維/液滴状構造を形成するクマムシタンパク質群の同定と解析2019

    • 著者名/発表者名
      田中彬寛、中野智美、西郷永希子、安井玲太朗、秦裕子、尾山大明、國枝武和
    • 学会等名
      第42回 日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] The rise of tardigrade-unique toolbox for extremotolerance2018

    • 著者名/発表者名
      Kunieda T
    • 学会等名
      14th International Symposium on Tardigrada
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書 2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Tolerance to gamma radiation in the desiccation-sensitive tardigrade Isohypsibius myrops (Parachela, Eutardigrada)2018

    • 著者名/発表者名
      Saigo T, Ito M, Satoh K, Kubo T and Kunieda T
    • 学会等名
      14th International Symposium on Tardigrada
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] AFM analysis of DNA binding mode of a novel DNA-protection protein, Dsup, unique to a radiotolerant tardigrade2018

    • 著者名/発表者名
      Shibahara R, Hizume K, Hashimoto T, Araki H, Kubo T and Knieda T
    • 学会等名
      14th International Symposium on Tardigrada
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 最強動物!?クマムシのサバイバル戦略を読み解く2018

    • 著者名/発表者名
      國枝 武和
    • 学会等名
      動物学会関東支部公開講演会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 極限環境に耐えるクマムシの耐性戦略に迫る2018

    • 著者名/発表者名
      國枝 武和
    • 学会等名
      第一回再生学異分野融合研究会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 極限環境に耐えるクマムシの耐性戦略を読み解く2018

    • 著者名/発表者名
      國枝武和
    • 学会等名
      第78回日本寄生虫学会東日本支部大会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高い放射線耐性を持つクマムシに固有なDNA防護タンパク質DsupのDNA保護メカニズムの解析2018

    • 著者名/発表者名
      柴原 礼良、日詰 光治、橋本 拓磨、荒木 弘之、國枝 武和
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] クマムシ固有の分泌型熱可溶性タンパク質SAHSの翻訳後修飾の解析2018

    • 著者名/発表者名
      田中彬寛、山口志保、國枝武和
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 乾燥耐性をもたないクマムシIsohypsibius myropsの放射線耐性2018

    • 著者名/発表者名
      西郷 永希子、伊藤 麻紀子、佐藤 勝也、國枝 武和
    • 学会等名
      第41回日本分子生物学会年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] クマムシ固有の分泌型熱可溶性タンパク質SAHSの翻訳後修飾の解析2018

    • 著者名/発表者名
      田中彬寛、山口志保、國枝武和
    • 学会等名
      第19回極限環境生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 乾燥耐性をもたないクマムシIsohypsibius myropsの放射線耐性2018

    • 著者名/発表者名
      西郷 永希子、伊藤 麻紀子、佐藤 勝也、國枝 武和
    • 学会等名
      第19回極限環境生物学会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Decoding the Molecular Strategy of Radiotolerance in Extremotolerant Animal Model, Tardigrades2018

    • 著者名/発表者名
      Kunieda T
    • 学会等名
      ENDO2018, the Endocrine Society’s 100th annual meeting
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Decoding the Molecular Strategy of Radiotolerance in Extremotolerant Animal Model, Tardigrades2018

    • 著者名/発表者名
      Kunieda T
    • 学会等名
      the Endocrine Society’s 100th annual meeting
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Unique strategy for amazing resilience of tardigrades2018

    • 著者名/発表者名
      Kunieda T
    • 学会等名
      Organs under stress symposium
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Decoding of unique strategy for extreme tolerance in tardigrades2017

    • 著者名/発表者名
      Kunieda T
    • 学会等名
      Vienna Biocenter Seminar
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ベールを脱ぎ始めたクマムシの極限環境耐性メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      國枝武和、橋本拓磨、堀川大樹、近藤小雪、田中冴、柴原礼良、桑原宏和、秦裕子、尾山大明、榎本敦、宮川清、原雄一郎、横堀伸一、小原雄治、藤山秋佐夫、久保健雄、荒川和晴、片山俊明、豊田敦
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 動物の極限環境耐性から生命の本質を探る2017

    • 著者名/発表者名
      國枝武和
    • 学会等名
      未来へのバイオ技術勉強会-超絶生物イノベーション
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高い放射線耐性を持つクマムシに固有なDNA防護タンパク質DsupのDNA結合様式の解析2017

    • 著者名/発表者名
      柴原礼良、日詰光治、橋本拓磨、荒木弘之、久保健雄、國枝武和
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会ConBio2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 高い放射線耐性を持つクマムシに固有なDNA防護タンパク質DsupのDNA結合様式の解析2017

    • 著者名/発表者名
      柴原礼良、日詰光治、橋本拓磨、久保健雄、國枝武和
    • 学会等名
      極限環境生物学会2017年度年会
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
  • [学会発表] Novel tardigrade protein protects DNA from radiation and ROS in human cultured cells2017

    • 著者名/発表者名
      Kunieda T
    • 学会等名
      International Symposium on LIVING IN SPACE 2017
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] ヨコヅナクマムシ由来細胞の分離法の確立と耐性能力の解析2017

    • 著者名/発表者名
      小島広樹、久保健雄、國枝武和
    • 学会等名
      日本動物学会関東支部第69回大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] ベールを脱ぎ始めたクマムシの極限環境耐性メカニズム2017

    • 著者名/発表者名
      國枝武和、橋本拓磨、堀川大樹、近藤小雪、田中冴、柴原礼良、桑原宏和、秦裕子、尾山大明、榎本敦、宮川清、原雄一郎、横堀伸一、小原雄治、藤山秋佐夫、久保健雄、荒川和晴、片山俊明、豊田敦
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 高い放射線耐性を持つクマムシに固有なDNA防護タンパク質DsupのDNA結合様式の解析2017

    • 著者名/発表者名
      柴原礼良、日詰光治、橋本拓磨、荒木弘之、久保健雄、國枝武和
    • 学会等名
      2017年度生命科学系学会合同年次大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] 極限環境に耐える動物クマムシの秘密を探る2016

    • 著者名/発表者名
      國枝武和
    • 学会等名
      第72回日本寄生虫学会西日本支部大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射線耐性動物クマムシの新規タンパク質によるヒト培養細胞におけるDNA傷害の抑制と放射線耐性の向上2016

    • 著者名/発表者名
      橋本拓磨、斎藤裕樹、秦裕子、榎本敦、堀川大樹、荒川和晴、片山俊明、豊田敦、尾山大明、宮川清、久保健雄、國枝武和
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第59回大会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 極限環境に耐えるヨコヅナクマムシのゲノム戦略2016

    • 著者名/発表者名
      國枝武和、橋本拓磨、堀川大樹、桑原宏和、近藤小雪、田中冴、原雄一郎、横堀伸一、小原雄治、藤山秋佐夫、久保健雄、荒川和晴、片山俊明、豊田敦
    • 学会等名
      第17回極限環境生物学会
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
  • [学会発表] Correct Decoding of Genomic Strategy in Extremotolerant Tardigrade, Ramazzottius varieornatus2016

    • 著者名/発表者名
      Kunieda T, Hashimoto T, Horikawa DD, Kuwahara H, Kondo K, Tanaka S, Saigo T, Kubo T, Fujiyama A, Arakawa K, Katayama T, Toyoda A
    • 学会等名
      11th International Congress on Extremophiles
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Involvement of PP1/PP2A in Tolerance and the Initial Transcriptional Response to Desiccation in Anhydrobiotic Tardigrade, Hypsibius dujardini2016

    • 著者名/発表者名
      Kondo K, Katou Y, Shirahige K, Kubo T, Kunieda T
    • 学会等名
      11th International Congress on Extremophiles
    • 関連する報告書
      2016 実績報告書
    • 国際学会
  • [備考] くまむし研究グループ

    • URL

      http://www.bs.s.u-tokyo.ac.jp/~saibou/kuma/

    • 関連する報告書
      2017 実績報告書 2016 実績報告書
  • [備考] ヒト培養細胞の放射線耐性を向上させる新規タンパク質をクマムシのゲノムから発見

    • URL

      https://www.s.u-tokyo.ac.jp/ja/press/2016/5001/

    • 関連する報告書
      2016 実績報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2021-02-19  

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