Anhydrobiosis-associated nuclear DNA damage and repair in the Sleeping Chironomid; Linkage with radioresistance

ネムリユスリカのクリプトビオシス誘導時に生ずるDNA損傷と修復、及び放射線耐性との関係

Gusev, O.*; 中原 雄一*; Vanyagina, V.*; Malutina, L.*; Cornette, R.*; 坂下 哲哉; 浜田 信行*; 黄川田 隆洋*; 小林 泰彦; 奥田 隆*

Gusev, O.*; Nakahara, Yuichi*; Vanyagina, V.*; Malutina, L.*; Cornette, R.*; Sakashita, Tetsuya; Hamada, Nobuyuki*; Kikawada, Takahiro*; Kobayashi, Yasuhiko; Okuda, Takashi*

これまでに、クリプトビオシス状態(体内の水分をほぼ完全に失っても生命を維持できる状態)のネムリユスリカは放射線耐性が上昇していることを明らかにしてきた。その原因として考えられてきたトレハロースによる生体分子保護機構に加えて、今回、高いDNA修復能力と活性酸素除去機構を発見した。コメットアッセイを用いて、クリプトビオシス状態でも70GyのHeイオンを浴びた幼虫と同程度の損傷(DNA切断)を負っていること、蘇生後約4日間でほぼ完全にこの損傷が修復できることがわかった。また、遺伝子発現解析により、クリプトビオシス誘導時には、DNA修復や活性酸素除去,シャペロンにかかわる遺伝子の発現が上昇することが明らかとなった。

Anhydrobiotic chironomid larvae can withstand prolonged complete desiccation as well as other external stresses including ionizing radiation. To understand the cross-tolerance mechanism, we have analyzed the damage and repair in the nuclear DNA using DNA comet assays and gene expression in relation to anhydrobiosis and radiation. We found that dehydration causes alterations in chromatin structure and a severe fragmentation of nuclear DNA in the cells of the larvae despite successful anhydrobiosis. Furthermore, while the larvae have restored physiological activity within an hour following rehydration, nuclear DNA restoration typically took 72 to 96 h.