クマムシのDNAは特殊なタンパク質(Dsup)で保護されている
脱水して仮死状態になるとクマムシは小さく縮こまる/Credit:Nature communications
極端な温度や放射線は、生物のDNAを破壊してしまいます。
ですが
クマムシは脱水時に、上の図のような「tun」と呼ばれる仮死状態になることで、生き延びることが可能です。 tun状態では細胞質はガラス化して乾燥に強くなり、DNAはダメージサ抑制タンパク質(Dsup)と呼ばれる特殊なタンパク質でコーティングされることで高い耐性を持つようになります。
2016年に日本の研究者らは、このクマムシの耐性遺伝子(Dsup)をヒトの細胞に組み込むことで、ヒト細胞の放射線耐性を劇的に向上させることに成功しています。
しかしながら、Dsupがどのような仕組みでDNAを保護するのか、その
詳細な分子メカニズムはまだわかっていませんでした。 そこでスペインの研究者たちは、
DsupとDNAの相互作用をスーパーコンピューターを用いてシミュレートすることにしたとのこと。
結果、意外な事実が判明します。
クマムシの特殊なタンパク質(Dsup)はDNAに「電気シールド」を提供する
中央の赤いラインがDNAでその周りに2つのDsupが取り囲んでいる/Credit:SCIENTIFIC REPORTS
何日にもわたる演算の結果、ダメージ抑制タンパク質(Dsup)は「基本的に無秩序」であり、高い柔軟性を備えていることがわかりました。
またこの
無秩序さと柔軟性の高さによって、Dsupは上の図のようにDNAの形状にフィットして結合することができたのです。
DNAは負に帯電する一方でDsupは正に帯電している/Credit:SCIENTIFIC REPORTS
さらにDsupの結合によって
DNAの周囲には上の図のような特殊な電界線が形成されることが判明しました。
この電界線が電気的なシールドとなり、放射線やフリーラジカルからDNAを電気的に遮断していると考えられます。
なぜクマムシはそこまでの耐性を持つのか?
なぜクマムシは高い耐性を持つ必要があったのだろうか?/Credit:depositphotos
本研究により、DsupがDNAと非特異的に結合し、DNAを放射線や活性酸素のダメージから守るために、構造的なサポートだけでなく、電気的なシールドを提供していたことが示唆されました。
Dsupは日焼け止めのようにDNAを保護し、クマムシの不死性を高めていたのです。
しかしながら、クマムシの生存能力は地球で生活するにあたって、オーバースペックと言えます。
普通の地球上の多細胞生物にとって、宇宙空間で10日間以上で生き延びる能力は不要です。
同様に宇宙放射線への耐性や絶対零度から150℃を超える幅広い温度で生き延びる能力も余剰でしょう。
これらの能力が脱水状態に対する耐性を高めていった結果として得られた副産物なのか……あるいはかつてクマムシはこれらのスペックが要求される環境に晒された可能性も考えられます。
その環境は真空であり、強烈な放射線が飛び交い、絶対零度と水沸点を超える温度だったのかもしれません。
一般に、そのような環境は安定した大気の存在する地球ではなく、宇宙に存在します。
クマムシが宇宙で進化したかどうかはわかりませんが、いずれにしても、有り余るスペックの出所は今後も探求の対象になるでしょう。
研究内容はスペイン、植物バイオテクノロジーおよびゲノミクスセンターのMarina Mínguez-Toral氏らによってまとめられ、8月7日に学術雑誌「SCIENTIFIC REPORTS」に掲載されました。
以下、不思議netコメント欄の反応
1: 不思議な名無しさん 2020-09-08 17:04:19
かっこいい…
51: 不思議な名無しさん 2020-09-08 22:43:18
>>1
この生物兵器感が素晴らしい
67: 不思議な名無しさん 2020-09-09 08:09:21
>>1
シャコとクマムシを合体させたら最強の生物が誕生するな
3: 不思議な名無しさん 2020-09-08 17:11:51
こいつ生に執着しすぎ
34: 不思議な名無しさん 2020-09-08 19:40:09
>>3
他の生き物より少し負けず嫌いなだけやで。
4: 不思議な名無しさん 2020-09-08 17:13:02
クマムシは宇宙から来た宇宙生命体で決定かな
19: 不思議な名無しさん 2020-09-08 18:32:14
>>4
でも宇宙で10日程度生存できる能力だからどうかね。
宇宙に放り出されたとき10日は誤差よね。
50: 不思議な名無しさん 2020-09-08 22:38:50
>>19
元々半永久的に生存できる能力を持ってたけど地球の環境に慣れちゃった結果そうなったとか?
5: 不思議な名無しさん 2020-09-08 17:13:06
こんだけ耐性ありゃ地球の覇権とっても変じゃないレベルなのに
12: 不思議な名無しさん 2020-09-08 17:29:05
>>5
ミイラの状態じゃないと耐性得られない
7: 不思議な名無しさん 2020-09-08 17:14:55
あー これは宇宙から来てるな...うん間違いない
9: 不思議な名無しさん 2020-09-08 17:18:56
ベニクラゲさんと結ばれたら更に最強生物が…
14: 不思議な名無しさん 2020-09-08 17:33:45
>>9
ベニクラゲ、シャコ、クマムシ
攻防再生に長けた不老不死になれるな
あとは大きさが問題
48: 不思議な名無しさん 2020-09-08 22:29:32
>>9
プラナリアさんも追加で。
72: 不思議な名無しさん 2020-09-09 11:22:42
>>9
ウロコフネタマガイが最強
鉄の皮膚持ってる
16: 不思議な名無しさん 2020-09-08 17:58:39
他にもこういう生き物いそう
20: 不思議な名無しさん 2020-09-08 18:32:52
これは遺伝子云々の話しなの?
コイツはそもそも原子レベルで何か違うとか…
流石にそりゃないか
22: 不思議な名無しさん 2020-09-08 18:37:21
ここまで行き着くと進化は止まるのだろうか
26: 不思議な名無しさん 2020-09-08 18:52:59
見た目からして
防護服着てるやん
74: 不思議な名無しさん 2020-09-09 11:24:15
>>26
真ん中が覗き窓やな
29: 不思議な名無しさん 2020-09-08 18:55:59
こいつ月にばら撒かれたんじゃなかったっけ
生きてんのかな
31: 不思議な名無しさん 2020-09-08 19:12:52
足りない頭で調べてみたけど電界によるクーロン力?では放射線を曲げるのが精いっぱいな感じだと思う。細胞周辺で放射線を湾曲させてもこれだけ距離が近いと結局細胞核をヒットしてしまうのでは
32: 不思議な名無しさん 2020-09-08 19:20:56
普段はどこにいるの?草むら?
35: 不思議な名無しさん 2020-09-08 19:40:44
>>32
コケに住んでるらしい
33: 不思議な名無しさん 2020-09-08 19:22:43
巨大化させて地球防衛軍の続編に出そうぜ
39: 不思議な名無しさん 2020-09-08 20:00:59
ガラス化時の硬度ってどんくらいなんだろう。
40: 不思議な名無しさん 2020-09-08 20:19:43
誰も信じられない世の中
そして
自己防衛過多になり
自分の殻が厚くなる
クマムシ様に
『僕は悪くない』
『また、勝てなかった』
42: 不思議な名無しさん 2020-09-08 20:45:05
まじでこいつの画像肝杉
口なのか目なのかはっきりしろ
46: 不思議な名無しさん 2020-09-08 21:52:02
なんでこういう進化をすることになったんだろうか
47: 不思議な名無しさん 2020-09-08 22:20:09
仮死状態を作れる生物を大抵オーバースペックになってるのでは
52: 不思議な名無しさん 2020-09-08 22:50:29
水生生物のくせに水で溺れる
53: 不思議な名無しさん 2020-09-08 23:13:40
でもプチッって潰したら普通に潰れるという
56: 不思議な名無しさん 2020-09-08 23:55:47
体内でシールドを作れるなんて凄すぎる
57: 不思議な名無しさん 2020-09-09 00:04:44
細菌の中でもボツリヌス菌とか、芽胞作って相当な耐性持ってる奴らがいる。無酸素状態で生きていけたり。長い年月の間に、温暖化や寒冷化、大気の変化や放射線なんかから生き残るために 獲得した能力だろうね。
58: 不思議な名無しさん 2020-09-09 01:10:55
??「あーあ、今日も死ねなかったぜ」
62: 不思議な名無しさん 2020-09-09 03:33:22
案外宇宙にありふれた生物なのかもしれない
そして行き着いた星々によって違う進化をしているのかもしれない
68: 不思議な名無しさん 2020-09-09 08:21:18
色んなの星にクマムシを送ろう。そうすれば地球が滅びる頃にはどこかの星で進化したクマムシが文明を築いてるかも
70: 不思議な名無しさん 2020-09-09 11:13:46
>>68
ミイラの状態じゃないと耐性得られないのにどうやって繁殖して進化すんだよ
77: 不思議な名無しさん 2020-09-09 13:14:43
>>70
ミイラ化している間にその星に合った生体に進化すれば生きられるんじゃないかしら?
仮死状態、又は冬眠等進化による最小限に抑えたエネルギーのたくわいと考えるとあり得そう…。
69: 不思議な名無しさん 2020-09-09 09:20:58
地球上からクマムシ以外の全生物が絶滅したあと、新しい生命の始祖になるのか、地球上の覇権を取るのか…観てみたいな
78: 不思議な名無しさん 2020-09-09 14:12:52
空間磁力メッキか、はたまたATフィールドか。
79: 不思議な名無しさん 2020-09-09 14:25:07
放射線によるDNAの変化って、生き物の突然変異(進化)の重要な要素なんでしょ?
一方で個としては生死にかかわる重要問題だから、それを防ぐ機構が備わっている、といのは面白いね。
あと、地球では何度も大量絶滅おきてるから、オーバースペックと言い切るほどでもないんじゃないかね。
82: 不思議な名無しさん 2020-09-09 16:23:40
今調べたら、クマムシの中でも最強格はヨコズナクマムシって言うらしいな。
21: 不思議な名無しさん 2020-09-08 18:33:41
クマムシ「また何かやっちゃいました?」