この小さな「クマムシ」がなぜこれほど強いのでしょうか？ 彼らは壊れたDNAを素早く修復します。

数年前、アンヌ・ド・シアンは子供たちに動物界の隠された驚異を紹介するために、パリにある自分の庭に足を踏み入れました。 分子生物学者のデ・シアン博士は、藻類の破片を収集し、屋内に戻って水に浸し、顕微鏡下に置きました。 彼女の子供たちは、苔の上を登る奇妙な8本足の生き物をレンズを通して見つめていました。

「彼らは感銘を受けました」とデ・シアン博士は語った。

しかし、クマムシとして知られる小さな怪物への対処はまだ終わっていません。 彼女はそれらをフランス国立自然史博物館の研究室に持ち込み、そこで同僚とともにガンマ線を照射した。 爆発は人間を殺すのに必要な放射線の数百倍も大きかった。 しかしクマムシたちは生き残り、何事もなかったかのように生活を続けた。

科学者たちはクマムシが放射線に対して奇妙な耐性を持っていることを長い間知っていたが、デ・シエン博士と他の研究者がクマムシが生き残る秘密を発見したのは今になって初めてである。 金曜日と今年初めに発表された別の研究結果によると、クマムシは分子修復に熟達しているようで、壊れたDNAの山を素早く再構築することができるという。

科学者たちは何世紀にもわたってクマムシの防御を突破しようと試みてきました。 1776 年、イタリアの博物学者ラザロ スパランツァーニは、動物が完全に干からびてから水のスプレーで復活する様子を説明しました。 その後数十年にわたり、科学者たちはクマムシが圧潰圧力や極度の凍結に耐えることができ、さらには宇宙への飛行さえも可能であることを発見した。

1963 年、フランスの研究者チームは、クマムシが大量の X 線の爆撃に耐えられることを発見しました。 最近の研究で研究者らは、クマムシの種の中には、人間を死亡させるのに必要な量の1,400倍の放射線量に耐えることができることを発見した。

放射線はDNA鎖を破壊するため、致命的です。 DNA 分子に当たる高エネルギー線は直接的な損傷を引き起こす可能性があります。 また、細胞内の別の分子と衝突して混乱を引き起こす可能性もあります。 この変化した分子は DNA を攻撃する可能性があります。

科学者たちは、クマムシがこの被害を予防または回復できるのではないかと考えています。 2016年、東京大学の研究者らが発見した。 彼はDsupと呼ばれるタンパク質を発見した、クマムシの遺伝子をエネルギー線や漂遊分子から守るようです。 研究者らは、Dsupをヒトの細胞に入れてX線を照射することで仮説を検証した。 Dsup 細胞は、クマムシタンパク質を含まない細胞よりも損傷が少なかった。

この研究は、デシアン博士のクマムシへの関心を引き起こしました。 彼女と同僚は、パリの庭で集めた動物と、イギリスで見つかった種と南極で見つかった動物を研究しました。 彼らが報告したように、 1月にガンマ線がクマムシのDNAを破壊したが、殺すには至らなかった。

ノースカロライナ大学アシュビル校の生物学者コートニー・クラーク・ハクテルとその同僚は、クマムシが 結局遺伝子が壊れてしまった。 彼らの研究は金曜日にCurrent Biology誌に掲載された。

これらの結果は、タンパク質が部分的な保護を提供する可能性はあるものの、Dsup 単独では DNA 損傷を防止できないことを示唆しています。 科学者たちはクマムシで実験を行う方法をまだ考えている段階なので、確かなことを知るのは難しい。 たとえば、Dsup 遺伝子がなければ動物を操作して、放射線にどのように対処するかを調べることはできない。

「私たちはこの実験をしてみたいと思っています」と、同博物館のド・シエン博士の助手、ジャン＝ポール・コンコルデ氏は語った。 「しかし、クマムシに対して私たちができることはまだ非常に原始的です。」

2つの新しい研究は、クマムシの別のトリックを明らかにしました。それは、クマムシが壊れたDNAを素早く修復することです。

クマムシが放射線に曝露されると、細胞は数百の遺伝子を使用して新しいタンパク質のセットを作成します。 これらの遺伝子の多くは、私たちを含む他の種が損傷した DNA を修復するためにそれらを使用するため、生物学者にはよく知られています。

私たちの細胞は常に遺伝子を修復しています。 典型的な人間の細胞の DNA 鎖は 1 日に約 40 回壊れ、そのたびに細胞はそれらを修復する必要があります。

クマムシはこれらの標準的な修復タンパク質を驚くべき量で生成します。 「これはばかげていると思いました」とクラーク・ハックテル博士は最初に自分のレベルを測定したときのことを思い出しました。

デ・シアン博士とその同僚は、放射線によってクマムシが他の動物には見られない多くのタンパク質を生成することも発見した。 今のところ、それらの機能はほとんど謎のままです。

科学者らは、TRD1と呼ばれる、特に豊富に存在するタンパク質を研究対象として選択した。 人間の細胞に導入すると、細胞がDNAの損傷に抵抗するのに役立つようです。 コンコルデ博士は、たとえ染色体がほつれ始めたときでも、TRD1が染色体をつかんで正しい形状に保つのではないかと推測した。

TRD1のようなタンパク質を研究すれば、クマムシの力が明らかになるだけでなく、医学的疾患の治療方法についての新しいアイデアにつながる可能性があるとコンコルデ博士は述べた。 たとえば、DNA 損傷は多くの種類のがんに関与しています。 「彼らが使うどんなトリックも、私たちに利益をもたらすかもしれない」とコンコルデ博士は語った。

コンコルデ博士は、クマムシが放射線によく耐えられることを今でも奇妙に感じている。 結局のところ、彼らは原子力発電所やウランで覆われた洞窟の中で生き残る必要はありません。

「これは大きな謎の一つです。そもそもなぜこれらの生物は放射線に耐性があるのでしょうか？」 彼は言った。

コンコルデ博士は、このクマムシの超能力は単なる珍しい偶然の可能性があると語った。 脱水は DNA を破壊する可能性があるため、クマムシは鎧を使用し、タンパク質を修復して脱水に対抗する可能性があります。

パリの公園は住みやすい場所のように思えるかもしれないが、クマムシにとっては多くの課題を引き起こす可能性があるとコンコルデ博士は言う。 毎朝露が消えるだけでも大惨事になる可能性があります。

「苔の中での生活がどのようなものなのか、私たちは知りません」と彼は言う。