クマムシのツン形成は活性酸素種によって媒介されることが研究で示される

一般に「クマムシ」として知られるクマムシは、極度のストレス要因に耐える能力で知られる 8 本足の微細な無脊椎動物です。 四肢の収縮と体内の貯水量の大幅な減少により、tun 状態が生じ、生存能力が大幅に向上します。 ストレスの除去に続いて、tun 状態からの出現と活動の回復が起こり、あたかも停滞が起こらなかったかのようにライフサイクルが再開されます。 しかし、クマムシが角形成を開始するメカニズムはまだよくわかっていません。 新しい研究は、クマムシのツンの形成が活性酸素種によって媒介されることを示しています。

クマムシは極限条件に耐える能力で有名で、凍結、放射線、酸素や水のない環境でも生き残ることができます。

彼らは休眠状態に入り、体が脱水状態になり、8本の脚が縮み、代謝がほぼ検出できないレベルまで低下するtun状態になることで存続します。

これまで、クマムシがこの状態に入ったり出たりする合図についてはほとんど知られていなかった。

ノースカロライナ大学チャペルヒル校のアマンダ・スマザーズ博士らは、「クマムシは、極度の環境ストレス要因を乗り越える驚くべき能力で知られる、8本足の微細な無脊椎動物門である」と述べた。

「この生存は、代謝が検出不可能に近い状態まで低下する生理学的状態であるクリプトビオシスを開始する能力に根ざしており、過酷な条件にもかかわらず長期生存を可能にします。」

「一部の真核生物や細菌はクリプトビオシスを行うことができますが、卵、幼体、成体を含む一生を通じて、またはクマムシのような幅広いストレス要因に反応してクリプトビオシスを行うことができる真核生物はありません。」

「したがって、クマムシの乾燥、凍結、酸素欠乏、浸透圧の変動、および電離放射線（それぞれ、無水生、非形成寒冷ビオシス、酸素欠乏、浸透圧、および放射線誘発性休眠による）に耐える能力は、誰にも匹敵するものはありません。」

研究の中で、著者らはモデルクマムシ種を明らかにしました。 ヒュプシビウスモデル、氷点下の温度、または高レベルの過酸化水素、塩、または砂糖が休眠を引き起こす可能性があります。

これらの有害な条件に反応して、動物の細胞は有害な酸素フリーラジカルを生成しました。

研究者らは、クマムシが、アミノ酸のシステインに基づく分子センサーを使用しており、酸素フリーラジカルによって酸化されると、動物にtun状態に入るように信号を送ることを発見した。

条件が改善され、フリーラジカルが消滅すると、センサーは酸化されなくなり、クマムシは休眠から目覚めます。

科学者らがシステインをブロックする化学物質を適用したところ、クマムシはフリーラジカルを検出できず、休眠に入ることができなかった。

まとめると、新しい結果は、システインが、氷点下温度、毒素、環境中の塩や他の化合物の濃度など、複数のストレス要因に反応して休眠をオンまたはオフにする重要なセンサーであることを示しています。

この研究結果は、システインの酸化がクマムシの驚くべき丈夫さに寄与し、刻々と変化する環境で生き残るのに役立つ重要な制御機構であることを示唆している。

「私たちの研究は、ストレス条件に対するクマムシの生存が可逆的なシステイン酸化に依存していることを明らかにしており、それによって活性酸素種がセンサーとして機能し、クマムシが外部の変化に反応できるようにする」と著者らは述べた。

結果は雑誌に掲載されました PLoS ONE。

_____

AL スマイザーズ 他。 2024. ケモバイオシスにより、クマムシのtun形成が可逆的なシステイン酸化に依存していることが明らかになった。 PLoS ONE 19 (1): e0295062; 土井: 10.1371/journal.pone.0295062