クマムシ由来タンパク質が人工細胞を保護することを発見(Death-defying protein found in tardigrades preserves synthetic cells)

ad

2026-05-06 ミシガン大学

University of Michiganの研究チームは、クマムシが持つ耐久性関連タンパク質を利用して、人工細胞を乾燥環境から保護する技術を開発した。クマムシは極限環境でも生存できることで知られ、その耐乾燥能力には細胞内部を安定化する特殊タンパク質が関与している。研究では、この「死を回避する」タンパク質を合成細胞へ導入した結果、乾燥後も細胞構造や機能が保持されることを確認した。通常、人工細胞や生体材料は乾燥に弱く、保存や輸送が困難だったが、本技術により常温長期保存の可能性が広がる。研究者らは、ワクチンや医薬品輸送、宇宙生物学、合成生物学分野への応用に期待を示している。また、生命が極限環境でどのように維持されるかを理解する基礎研究としても重要視されている。研究は、生体保護機構を模倣した新たなバイオ保存技術の発展につながる成果となっている。

クマムシ由来タンパク質が人工細胞を保護することを発見(Death-defying protein found in tardigrades preserves synthetic cells)
Yongkang Xi, research fellow in mechanical engineering, observes a microscopic image of tardigrade proteins within vesicles at G.G. Brown on North Campus of the University of Michigan on April 22, 2026. Image credit: Jeremy Little, Michigan Engineering

<関連情報>

クマムシ由来の細胞質に豊富に存在する熱可溶性タンパク質は、ストレス下にある合成細胞を保護する Cytoplasmic abundant heat-soluble proteins from tardigrades protect synthetic cells under stress

Yongkang Xi,Jianming Mao,Samuel J. Chen,Hossein Moghimianavval,Young Jin Lee,Ayush Panda,Alexander J. Huang,Daniel H. Zhou,L. Andy Xu,Kayla Y. Fu,Solomon Adera,Andrew L. Ferguson & Allen P. Liu
Nature Communications  Published:02 May 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-026-72328-5  Unedited version

Abstract

Cytoplasmic abundant heat-soluble (CAHS) proteins, a stress-responsive intrinsically disordered protein from tardigrades, have been discovered to form gel-like networks providing structural support during dehydration, thus enabling anhydrobiosis. However, the mechanism by which CAHS proteins protect the dehydrating cellular membrane remains enigmatic. Using giant unilamellar vesicles (GUVs) as a model membrane system, here we show that encapsulated CAHS12 undergoes a reversible structural transformation that reinforces membrane integrity and preserves encapsulated components, mimicking natural anhydrobiosis. CAHS12-containing GUVs demonstrated stability for weeks and mechanical robustness under dehydration, elevated temperature, and osmotic stresses. Molecular simulations suggest that CAHS12 forms a filamentous network within the vesicle lumen that mitigates membrane collapse and preserves compartmental architecture. Synthetic cells with cell-free transcription-translation capabilities withstand desiccation and recover biochemical activities, akin to the tun state of the tardigrade. This discovery opens up synthetic cell applications in bioengineering, cold-chain-independent biomanufacturing, and adaptive biointerfaces.

細胞遺伝子工学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました