Genome protection and repair mechanisms for the extreme desiccation tolerance, anhydrobiosis

极端干燥耐受性、脱水生物的基因组保护和修复机制

• 批准号: 22H00372
• 负责人: 黄川田 隆洋
• 金额: $ 27.04万
• 依托单位: National Agriculture and Food Research Organization
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-04-01 至 2026-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/en/grant/KAKENHI-PROJECT-22H00372/
• 关键词: DNA修復; 極限乾燥耐性; ゲノム; CRISPR

本研究の目的は、ネムリユスリカの乾燥・再水和の過程で生じる”DNAの障害”が、”どの場所”で生じて、”どのような因子で保護・修復”しているのかを知ることで、"乾燥耐性をもたらすDNA保護・修復機構"の全容を解明することにある。これまでの研究から、Pv11細胞の極限乾燥耐性には、ゲノムDNAの高次構造を安定保護させる機構と、DNA鎖の傷害を完全に修復させる機構の双方が存在していることが示唆された。極限的乾燥耐性は、Pv11細胞以外の培養細胞では認められない事から、特殊なゲノム構造保護因子やDNA修復因子の存在が予想される。そこで本研究では、新規なゲノムDNAの保護・修復因子の同定と機能解析を行う。2022年度はネムリユスリカに最適化された網羅的DNA二本鎖切断（DSB）マッピング法 (Pv-BLISS)の開発と、ネムリユスリカ培養細胞を用いた乾燥処理DSBデータベース（Breakome）の構築を目指した。Pv11細胞の乾燥・再水和過程の複数のタイムポイントで、細胞を固定し、コメットアッセイによりDNA障害の評価を行った。ポジティブコントロールとして実施した過酸化水素処理でPv11細胞のDNAが確かに障害を受けていることが確認できた。現在、集積したコメットアッセイのデータの画像解析を進めている。また、網羅的DSBマッピング法としてBLISSの改良版であるsBLISSをベースに手法のPv11細胞に最適化されたライブラリ構築プロトコルの開発を行い、最終的に目的とするNGS解析用ライブラリを取得した。2023年度はライブラリのシーケンスを行い、Pv11細胞の乾燥再水和過程のBreakomeデータベース構築を行う予定である。

这项研究的目的是阐明DNA保护和修复机制的全部程度，这些范围通过知道在干燥和补液的豹纹霉菌期间发生“ DNA损伤”的位置，以及用于保护和修复的哪些因素。先前的研究表明，PV11细胞中极端的耐干旱性存在着稳定保护基因组DNA的高阶结构的机制和完全修复DNA链损伤的机制。除PV11细胞以外的培养细胞中未观察到极端的干旱耐受性，并且预测特殊基因组结构保护因子和DNA修复因子的存在。因此，在这项研究中，我们将识别和分析新型的基因组DNA保护和修复因子以及功能分析。在2022财年，目的是开发针对坏死韧带优化的全面的DNA双链断裂方法（DSB）映射方法（PV-Bliss），并使用培养的坏死韧带细胞构建干燥的DSB数据库（Breakome）。在PV11细胞的干燥和补液过程中，将细胞固定在多个时间点，并通过彗星测定评估DNA损伤。进行阳性对照的过氧化氢处理证实，PV11细胞的DNA确实受损。当前，我们正在对集成彗星测定的数据进行图像分析。此外，我们开发了一种基于改进的Bliss版本作为详尽的DSB映射方法的PV11单元优化的库构造协议，并最终获得了用于NGS分析的库。在2023年，我们计划对文库进行测序，并为PV11细胞的干补水过程构建一个突破性数据库。

项目成果

乾燥しても死なない秘密: Secret of not Dying from Drying out

不因干燥而死的秘诀

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuki Yoshida§;Oleg Gusev;Richard Cornette;Takahiro Kikawada;Satoshi Kida;黄川田隆洋
• 通讯作者: 黄川田隆洋

極限乾燥耐性に対する水による影響の反応速度論的考察

水对极端干燥耐受性影响的动力学考虑

• 发表时间: 2022
• 作者: Yuki Yoshida§;Oleg Gusev;Richard Cornette;Takahiro Kikawada;Satoshi Kida;黄川田隆洋;Tamau Kawashima,Nene Kabayama,Yuki Odagiri,Toshiyuki Tanimizu,Rie Ishikawa,Satoshi Kida;山田貴大
• 通讯作者: 山田貴大