Discovery Sagaサイレントキーワード俯瞰

クマムシ / 南極 / クリプトビオシス / 繁殖 / 生存戦略 / 極限環境 / 生態 / 耐性

驚異的な極限環境耐性能力で知られるクリプトビオシス動物が「厳しい環境の中でどのように環境耐性能力を活かしながら生存を可能にしているのか」は明らかとなっていない。本研究課題では、クリプトビオシス動物として知られるクマムシの中でも、生物にとっての極限環境である南極の陸上に生息する南極クマムシを対象とし、凍結・乾燥に対する応答性を、損傷量やそれら損傷に対する修復能力において調べる。それらの実験データと、生息環境データとを併せて解析を行うことで、極限環境を生き抜く南極クマムシの生存戦略としての耐性機構を明らかにすることを目的としている。
本研究課題では、南極の固有種であり南極域でも最も過酷な陸上環境で広域に分布している、南極クマムシAcutuncus antarcticusの飼育個体を用いて室内実験を実施している。当該年度も引き続き新型コロナウィルス（COVID-19）感染拡大の影響を受け、当初の計画通りに実験を進め、解析を終わらせることができなかった。一方、Acutuncus antarcticusを対象とした耐性実験は実施することができ、条件を変えることによって回復する生存数が異なる結果を得られた。実験条件により、クマムシ体内の損傷量や修復過程が異なる可能性が考えられたので、次年度にはそれらを考慮したうえでの実験計画を準備した。

クマムシ / 南極 / 生存戦略 / 繁殖 / 長期生存 / 極限環境

本研究では、南極の固有クマムシ種を用いて室内実験を行うことで、南極の極限環境に生息する陸上動物の生活史や繁殖特性を初めて明らかにすると共に、緩歩動物門における繁殖老化についても世界で初めて解析した。さらに、南極で採取され30年と半年の間凍結していたコケ試料からクマムシを抽出し、蘇生と繁殖に成功したことで、南極クマムシの驚異的な長期生存能力を示すこともできた。

メタボローム / システム生物学 / プロテオーム / 乾眠 / クマムシ / クリプトビオシス / マルチオミクス / バイオインフォマティクス / トランスクリプトーム / 乾燥耐性 / ヨコヅナクマムシ / Hypsibius dujardini / CE-MS / LC-MS / 極限環境

陸生のクマムシの多くは周囲の環境の乾燥により、ほぼ完全な脱水を伴って生命活動を可逆的停止する「乾眠」という機構を持つが、その分子機構は未だ明らかではない。そこで、本研究ではヨコヅナクマムシ乾眠前後の主にメタボロームとリン酸化プロテオームによるマルチオミクスにより、有意に変動を示す鍵分子を特定すると共に、その制御機構を解析した。結果、CE-TOFMSとLC-TOFMSを組み合わせたメタボロミクスにより、主に酸化ストレス応答や抗浸透圧ストレス関連の分子の変動がみられ、それらを合成・分解する経路の多くが乾眠時にリン酸化されていることを明らかにした。