クマムシは、高強度の電離放射線を含むいくつかの極端な環境条件に耐える微細な動物です。 研究によると、この耐性は、人間の病気の治療のインスピレーションとして使用できる、並外れた効率の酵素による DNA 修復システムによって可能になっていることが示されています。
地球上の生命の進化の過程で、すべての種は生き残って子孫に遺伝子を伝える可能性を最大化する特性を獲得したに違いありません。
科学的な観点から見ると、私たちの周囲の世界についての知識を向上させるだけでなく、人類に影響を与える病気の治療に適用できる特定の分子プロセスを特定するためにも、これらの適応メカニズムの研究には大きな関心が寄せられています。
無敵の子熊たち！
クマムシは、進化的には人間とは非常に遠い存在であるにもかかわらず、治療の可能性を秘めたいくつかの興味深い特徴を備えている動物の好例です。
「クマムシ」という愛称を持つクマムシは、体長 0.1 ～ 1.5 mm の小さな動物で、極端な温度 (-270 °C ～ +150 °C) であっても、すべての生物にとって致命的となるいくつかの極端な環境条件に対して驚異的な耐性を持っています。 、大気圧またはその逆の圧倒的な圧力の欠如、水と食料の欠如、さらには高強度の電離放射線（X線またはUV）の欠如。
この最後のケースは特に興味深いものです。クマムシは 5000 ～ 6000 グレイ (Gy)、つまり人間の致死量の 1000 倍の放射線に耐えることができることが示されています。
大規模修繕
最近の研究により、放射線に対するこの適応の原因となる生化学的メカニズムがよりよく理解されるようになりました。 (1) この研究で、研究者らはクマムシの一種（ヒュプシビウスモデル) 高線量のガンマ線 (4360 Gy) を照射すると、短期間で DNA にかなりの損傷が引き起こされましたが、動物はすぐに回復し、その後 24 時間でこれらの分子切断は完全に修復されました。
さらなる分析により、この回復はいくつかの遺伝子、特に DNA 修復に関与する酵素の発現の増加と相関していることが示されました。
場合によっては、これらの遺伝子の発現の増加は、この種の研究では決して観察されないほどの異常な規模になります。 いくつかの遺伝子のレベルは放射線照射後に 300 倍以上増加し、動物の基本的な生物学的機能の維持に関与するレベルと同じくらい高いレベルに達しましたが、これは例外的です。
高性能な修理業者
重要な問題は、クマムシの DNA 修復と放射線耐性に関与するこれらの遺伝子が、別の生物の細胞に導入された場合に同様の保護機能を発揮できるかどうかです。
研究者によって得られた最初の結果は、「はい」ということを示唆しています: 細菌を使用する 大腸菌 研究者らはモデルとして、これらの遺伝子の挿入により大量のガンマ線照射に対する細菌の生存率が大幅に増加することを観察し、DNAの起源に関係なく、これらの遺伝子が放射線照射に対する耐性を与えるのに十分であることを示唆した。
これらの超効率的な DNA 修復酵素は、不可逆的な DNA 損傷を伴う特定の人間の病状、たとえば早期老化を引き起こす特定の稀な遺伝病の治療や、過度に長時間の太陽光曝露後の突然変異した DNA の修復に使用できる可能性があります。
これらの修復酵素は、腫瘍治療中に腫瘍周囲の健康な組織に対する放射線療法の副作用を最小限に抑えるためにも使用できる可能性があります。
最も単純な生命形態が、最も複雑な生命形態の生存に不可欠であることを示すもう 1 つの例。
♦ (1) Clark-Hachtel CM et coll. 「クマムシHypsibius exemplarisは電離放射線に反応してDNA修復経路遺伝子を劇的に上方制御する」。 カー。 バイオル。、2024 年 4 月 24 日に公開されました。
