Dsup

Dsup（ダメージサプレッサーの略）はクマムシに特有のDNA結合タンパク質であり^{[ 1 ]}、放射線によるDNA切断の発生を抑制します^{[ 2 ] [ 3 ]} 。ヒトHEK293細胞にDsupタンパク質を導入すると、X線照射に対する耐性が約40%向上しました^{[ 3 ] 。}

クマムシは他の動物よりも 1,000 倍の放射線に耐えることができ、^{[ 4 ]}水分を含んだクマムシの 致死量の中央値は 5,000 Gy (ガンマ線) および 6,200 Gy (重イオン) である (5 ～ 10 Gy は人間にとって致命的である可能性がある)。 ^{[ 4 ]}以前の実験でこの能力について見つかった唯一の説明は、水分状態が低いと電離放射線の反応物が少なくなるということだった。^{[ 4 ]}しかし、その後の研究により、クマムシは水分を含んだ状態でも他の動物と比較して短波紫外線に対して高い耐性を持ち、その理由の 1 つは、その被曝によって生じた DNA の損傷を効率的に修復する能力であることが判明した。 ^{[ 5 ]} Dsup タンパク質に関する画期的な研究では、細胞内のヌクレオソームに結合して DNA を保護できることが示された。^{[ 6 ]}

Dsupタンパク質は他の動物細胞でも試験されている。Dsupタンパク質を発現するヒト細胞の培養物を用いて、X線照射後、対照細胞よりもDNA切断が少ないことがわかった。^{[ 7 ]}

過酸化水素処理後、Dsup+細胞は主に解毒システムと抗酸化酵素を活性化し、酸化ストレスを抑制して酸化フリーラジカルを除去するが、DNA修復機構はわずかにしか活性化されない。^{[ 8 ]}したがって、酸化ストレスの誘導時にDsupタンパク質は主にDNAを直接保護するようである。^{[ 8 ]}

Dsupタンパク質は、培養神経細胞で発現させた場合、二本鎖切断の形成によるDNA損傷の増加によって神経毒性を示し、神経変性を促進することがわかっている。 ^{[ 9 ]}

Ramazzottius varieornatusの Dsup は、最もストレス耐性のある種の 1 つであるため、主に研究に使用されています。Dsup のオルソログはHypsibius exemplaris (OQV24709、A0A1W0XB17 ) でも見つかります。Dsup は、中央のらせんを除いて、二次構造をあまり示しません。C 末端半分には NLS が含まれており、この Ala/Gly に富む半分は DNA 結合に十分です。おそらくほとんど無秩序ですが、多くの正電荷を持っています。^{[ 2 ]}

Dsupは遊離DNAに結合することが知られているが、真核細胞におけるDNAの典型的な凝縮形態であるヌクレオソームにより強く結合する。そのヌクレオソーム結合ドメインはHMGNタンパク質のものと漠然と似ている。^{[ 10 ]}核DNAに局在するDsupは、電離放射線にさらされた際の1本鎖切断と2本鎖切断を減少させる。^{[ 11 ]}

DNAと複合体を形成したDsupの分子動力学シミュレーションでは、Dsupは本質的に無秩序なタンパク質であることが示されています。その柔軟性と静電荷は、DNAに結合して凝集体を形成するのに役立ちます。^{[ 12 ]}