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Molecular mechanisms of action-at-a-distance mutations induced by DNA damage

Research Project

Project/Area Number 19H04278
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (B)

Allocation TypeSingle-year Grants
Section一般
Review Section Basic Section 63030:Chemical substance influence on environment-related
Research InstitutionHiroshima University

Principal Investigator

KAMIYA Hiroyuki  広島大学, 医系科学研究科(薬), 教授 (10204629)

Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) 鈴木 哲矢  広島大学, 医系科学研究科(薬), 助教 (20573950)
小松 康雄  国立研究開発法人産業技術総合研究所, 生命工学領域, 副研究部門長 (30271670)
河合 秀彦  広島大学, 医系科学研究科(薬), 准教授 (30379846)
Project Period (FY) 2019-04-01 – 2022-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2021)
Budget Amount *help
¥16,900,000 (Direct Cost: ¥13,000,000、Indirect Cost: ¥3,900,000)
Fiscal Year 2021: ¥4,550,000 (Direct Cost: ¥3,500,000、Indirect Cost: ¥1,050,000)
Fiscal Year 2020: ¥5,460,000 (Direct Cost: ¥4,200,000、Indirect Cost: ¥1,260,000)
Fiscal Year 2019: ¥6,890,000 (Direct Cost: ¥5,300,000、Indirect Cost: ¥1,590,000)
KeywordsDNA損傷 / 8-hydroxyguanine / 遠隔作用変異 / APOBEC3
Outline of Research at the Start

8-Hydroxyguanine(8-OH-Gua)に代表される比較的小さな構造変化を伴うDNA損傷が生じると、損傷が生じた部位に遺伝情報の誤り(変異)が生じる。一方、早老症Werner症候群の責任遺伝子産物を減少させた細胞に8-OH-Guaを含むDNAを導入すると、8-OH-Gua部位から離れた部位においても変異が生じる(遠隔作用変異)。そこで、本研究では、この新規な変異である遠隔作用変異の生成機構を明らかとする。

Outline of Final Research Achievements

We examined properties of action-at-a-distance mutations (untargeted mutations found at positions apart from a DNA lesion) induced by 8-hydroxyguanine. The mutations were found to be predominantly induced on the 5'-side of the lesion and detected at the G bases of 5'-NGA-3' sequence (N = A/G/C/T). Moreover, the WRN protein (the product of the Werner syndrome-responsible gene) seemed to suppress the mutations while OGG1 (the major repair protein for 8-hydroxyguanine) and APOBEC3B (one of the APOBEC-family cytosine deaminases) seemed to enhance the mutations.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

本研究の結果、WRN蛋白質(欠損すると癌易罹患性のある早老症であるWerner症候群が発症する)が減少すると、活性酸素により生ずるDNA損傷である8-hydroxyguanineにより遠隔作用変異が誘発されることが改めて示された。また、遠隔作用変異の誘発に8-hydroxyguanineの主要な修復酵素であるOGG1が関与していること(この現象を「OGG1パラドックス」と命名)、及び、癌の変異の主要な原因とされるAPOBEC3と、同じく癌の変異の主要な原因とされる8-hydroxyguanine(酸化的DNA損傷)がリンクしている可能性を示唆する結果を得た。

Report

(4 results)
  • 2021 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2020 Annual Research Report
  • 2019 Annual Research Report
  • Research Products

    (27 results)

All 2022 2021 2020 2019

All Journal Article (7 results) (of which Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results) Presentation (20 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results,  Invited: 4 results)

  • [Journal Article] Paradoxical role of the major DNA repair protein, OGG1, in action-at-a-distance mutation induction by 8-oxo-7,8-dihydroguanine2022

    • Author(s)
      Suzuki Tetsuya、Zaima Yudai、Fujikawa Yoshihiro、Fukushima Ruriko、Kamiya Hiroyuki
    • Journal Title

      DNA Repair

      Volume: 111 Pages: 103276-103276

    • DOI

      10.1016/j.dnarep.2022.103276

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    • Author(s)
      Suzuki Tetsuya、Katayama Yuri、Komatsu Yasuo、Kamiya Hiroyuki
    • Journal Title

      The Journal of Toxicological Sciences

      Volume: 46 Issue: 6 Pages: 283-288

    • DOI

      10.2131/jts.46.283

    • NAID

      130008046831

    • ISSN
      0388-1350, 1880-3989
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  • [Journal Article] Action-at-a-distance mutations at 5′-GpA-3′ sites induced by oxidised guanine in WRN-knockdown cells2021

    • Author(s)
      Suzuki Tetsuya、Masuda Hiroshi、Mori Madoka、Ito Rikako、Kamiya Hiroyuki
    • Journal Title

      Mutagenesis

      Volume: 36 Issue: 5 Pages: 349-357

    • DOI

      10.1093/mutage/geab027

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  • [Journal Article] Similar frequency and signature of untargeted substitutions induced by abasic site analog under reduced human APE1 conditions2021

    • Author(s)
      T. Suzuki、Y. Katayama、Y. Komatsu、H. Kamiya
    • Journal Title

      J. Toxicol. Sci.

      Volume: 46

    • NAID

      130008046831

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      Ruriko Fukushima, Tetsuya Suzuki, Hiroyuki Kamiya
    • Journal Title

      Genes and Environment

      Volume: 42 Issue: 1 Pages: 28-28

    • DOI

      10.1186/s41021-020-00167-x

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      Kamiya Hiroyuki
    • Journal Title

      Genes and Environment

      Volume: 42 Issue: 1 Pages: 11-11

    • DOI

      10.1186/s41021-020-00153-3

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    • Author(s)
      Suzuki Tetsuya、Katayama Yuri、Komatsu Yasuo、Kamiya Hiroyuki
    • Journal Title

      Mutagenesis

      Volume: 34 Pages: 421-429

    • DOI

      10.1093/mutage/gez034

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      鈴木哲矢,福島瑠里子,紙谷浩之
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      鈴木哲矢,紙谷浩之
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      日本環境変異原ゲノム学会第50回大会
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  • [Presentation] 8-Oxo-7,8-dihydroguanineにより誘発される遠隔作用変異へのAPOBEC3シトシンデアミナーゼの関与2021

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      福島瑠里子,鈴木哲矢,紙谷浩之
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      日本環境変異原ゲノム学会第50回大会
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      鈴木哲矢,福島瑠里子,紙谷浩之
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      第60回日本薬学会・日本薬剤師会・日本病院薬剤師会中国四国支部学術大会
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  • [Presentation] 損傷部位から離れた位置に生じる変異(遠隔作用変異)の発見と人工ヌクレアーゼを用いない遺伝子編集2021

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      紙谷浩之
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      新アミノ酸分析研究会第11回学術講演会
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      2021 Annual Research Report
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      日本薬学会第141年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 変異シグネチャー解析による8-hydroxyguanineにより誘発される遠隔作用変異誘発機構の解明2021

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      福島瑠里子、鈴木哲矢、河合秀彦、紙谷浩之
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      日本薬学会第141年会
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      2020 Annual Research Report
  • [Presentation] 8-ヒドロキシグアニンが誘発する遠隔作用変異・長鎖欠失変異へのOGG1ノックダウンの影響2020

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      紙谷浩之、鈴木哲矢
    • Organizer
      第79回日本癌学会学術総会
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  • [Presentation] supF遺伝子変異解析における有用な新規大腸菌株の作製2020

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      財間悠大、鈴木哲矢、河合秀彦、紙谷浩之
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      日本環境変異原学会第49回大会
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      福島瑠里子,鈴木哲矢,河合秀彦,紙谷浩之
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  • [Presentation] DNA損傷による遠隔作用変異誘発と人工ヌクレアーゼを用いないゲノム編集法の開発2019

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      紙谷浩之
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      紙谷浩之,鈴木哲矢
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      Y. Zaima, T. Suzuki, H. Kamiya
    • Organizer
      6th Asian Congress on Environmental Mutagens
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    • Author(s)
      紙谷浩之
    • Organizer
      日本環境変異原学会第48回大会
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      2019 Annual Research Report
    • Invited

URL: 

Published: 2019-04-18   Modified: 2023-01-30  

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