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Mutagenesis by translesion synthesis bypass endogenous DNA structures by DNA polymerase zeta

Research Project

Project/Area Number 20K12181
Research Category

Grant-in-Aid for Scientific Research (C)

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

Principal Investigator

Suzuki Tetsuya  広島大学, 医系科学研究科(薬), 助教 (20573950)

Project Period (FY) 2020-04-01 – 2023-03-31
Project Status Completed (Fiscal Year 2022)
Budget Amount *help
¥4,290,000 (Direct Cost: ¥3,300,000、Indirect Cost: ¥990,000)
Fiscal Year 2022: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2021: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
Fiscal Year 2020: ¥1,430,000 (Direct Cost: ¥1,100,000、Indirect Cost: ¥330,000)
KeywordsDNA損傷 / 非B型DNA / 変異 / 損傷乗り越えDNA合成 / DNAポリメラーゼ ζ / DNAポリメラーゼζ / 損傷乗り越え合成 / DNA高次構造
Outline of Research at the Start

本研究では、クラスター型変異の誘発やゲノム不安定性に関わるDNAの化学構造や高次構造とその複製における DNAポリメラーゼζ (Polζ) の役割を解明することを目的として、(i) 7,8-dihydro-8-oxoguanineや脱塩基部位などの生体内で内在的に多く生じるDNA損傷、(ii) DNA中に誤って取り込まれたリボヌクレオチド、(iii) B型以外の高次構造をとるZ型、3重鎖、グアニン4重鎖DNAの複製における Polζの関与とその影響を検証するために、特異的部位にDNA損傷や高次構造を含むDNAをPolζ野生型および変異型細胞 (低正確性型:L2618M、低活性型:D2781N) にそれぞれ導入し、各DNA構造において誘発される変異におけるPolζの役割を解明する。

Outline of Final Research Achievements

Deficiency of DNA polymerase (Pol) ζ, which is one of translesion DNA polymerases, causes genomic instability. In this study, the roles of Polζin mutagenesis and genomic instability in replication across endogenous chemical and higher-order structures were analyzed. Polζcould not be significantly involved in the bypass of 8-oxo-7,8-dihydroguanine and abasic site, endogenous DNA damages that occurs frequently, and ribonucleotides that are incorporated into DNA during replication. On the other hand, the mutation frequencies of plasmid with non-B-form DNA, such as Z-form and triplex structures, were changed in Polζmutant cells (low-fidelity and weak-catalytic-activity mutants). This result suggests that Polζcan be involved in replication of Z-form and triplex structures.

Academic Significance and Societal Importance of the Research Achievements

Polζが内在的に多く生じるDNA損傷である8-oxo-7,8-dihydroguanine、脱塩基部位およびリボヌクレオチドの複製には関与しないことおよび非B型構造であるZ形構造や三重鎖構造の複製に関与する可能性を明らかにした。これらの研究成果は、内在的に生じるDNA損傷などよりも非B型DNA構造の方がPolζ欠損時のゲノム不安定性に関与している可能性を示唆しており、通常の複製条件下で起こるゲノム不安定性の要因を解明するうえで重要な結果であると考えられる。今後、さらに他のDNA構造とPolζとの関連を研究することによりゲノム不安定化機構の解明と発癌との関連を明らかにできることが期待される。

Report

(4 results)
  • 2022 Annual Research Report   Final Research Report ( PDF )
  • 2021 Research-status Report
  • 2020 Research-status Report
  • Research Products

    (32 results)

All 2023 2022 2021 2020

All Journal Article (7 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Peer Reviewed: 7 results,  Open Access: 4 results) Presentation (25 results) (of which Int'l Joint Research: 1 results,  Invited: 2 results)

  • [Journal Article] Easily-controllable, helper phage-free single-stranded phagemid production system2022

    • Author(s)
      Tetsuya Suzuki, Hiroyuki Kamiya
    • Journal Title

      Genes and Environment

      Volume: 44 Issue: 1 Pages: 25-25

    • DOI

      10.1186/s41021-022-00254-1

    • Related Report
      2022 Annual Research Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Journal Article] Biased distribution of action-at-a-distance mutations by 8-oxo-7,8-dihydroguanine2022

    • Author(s)
      Ruriko Fukushima, Tetsuya Suzuki, Yasuo Komatsu, Hiroyuki Kamiya
    • Journal Title

      Mutation research (Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis)

      Volume: 825 Pages: 111794-111794

    • DOI

      10.1016/j.mrfmmm.2022.111794

    • Related Report
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    • Peer Reviewed
  • [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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    • Peer Reviewed
  • [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)
      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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      2021 Research-status Report
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  • [Journal Article] Error-prone bypass patch by a low-fidelity variant of DNA polymerase zeta in human cells2021

    • Author(s)
      Suzuki Tetsuya、Sassa Akira、Gruz Petr、Gupta Ramesh C.、Johnson Francis、Adachi Noritaka、Nohmi Takehiko
    • Journal Title

      DNA Repair

      Volume: 100 Pages: 103052-103052

    • DOI

      10.1016/j.dnarep.2021.103052

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      2021 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access / Int'l Joint Research
  • [Journal Article] New indicator Escherichia coli strain for rapid and accurate detection of supF mutations2020

    • Author(s)
      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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      2020 Research-status Report
    • Peer Reviewed / Open Access
  • [Presentation] Riboguanosineを起点とした遠隔作用変異誘発とAPOBEC3Bの関与2023

    • Author(s)
      鈴木 哲矢、安井 聖晴、紙谷 浩之
    • Organizer
      日本薬学会第143年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 8-Oxo-7,8-dihydroguanine:A塩基対により誘発される遠隔作用変異とMUTYHの関与2023

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      福島 瑠里子、鈴木 哲矢、紙谷 浩之
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      日本薬学会第143年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 8-Oxo-7,8-dihydroguanineによる遠隔作用変異誘発におけるWRNとOGG1の異なる役割2022

    • Author(s)
      藤川 芳宏、財間 悠大、福島 瑠里子、鈴木 哲矢、紙谷 浩之
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      日本放射線影響学会第65回大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 非 B 型 DNA の複製におけるDNA ポリメラーゼ ζ の役割の解明2022

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      細田 優花、鈴木 哲矢、紙谷 浩之
    • Organizer
      日本環境変異原ゲノム学会第51回大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] APOBEC3B は DNA 中の riboguanosineによる遠隔作用変異に関与する2022

    • Author(s)
      安井 聖晴、鈴木 哲矢、紙谷 浩之
    • Organizer
      日本環境変異原ゲノム学会第51回大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 8-Oxo-7,8-dihydroguanine による遠隔作用変異におけるuracil DNA glycosylase の関与2022

    • Author(s)
      吉田沙帆、鈴木哲矢、紙谷浩之
    • Organizer
      日本環境変異原ゲノム学会第51回大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 8-oxo-7,8-dihydroguanine による遠隔作用変異誘発における塩基除去修復酵素 OGG1 の発現量の影響2022

    • Author(s)
      多賀雅乃、鈴木哲矢、紙谷浩之
    • Organizer
      日本環境変異原ゲノム学会第51回大会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] 8-oxo-7,8-dihydroguanineによる遠隔作用変異誘発におけるAPOBEC3BおよびAPE1のノックダウンの影響2022

    • Author(s)
      福島 瑠里子、鈴木 哲矢、紙谷 浩之
    • Organizer
      第45回日本分子生物学会年会
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      2022 Annual Research Report
  • [Presentation] APOBEC3B knockdown suppresses the action-at-a-distance mutations induced by 8-oxo-7,8-dihydroguanine2022

    • Author(s)
      Ruriko Fukushima, Tetsuya Suzuki, Hiroyuki Kamiya
    • Organizer
      Meeting of The 7th Asian Congress on Environmental Mutagens (ACEM)
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      2022 Annual Research Report
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 遺伝子改変細胞を用いたDNA損傷による変異誘発とその制御機構の解明2021

    • Author(s)
      鈴木 哲矢
    • Organizer
      第48回日本毒性学会学術年会
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      2021 Research-status Report
    • Invited
  • [Presentation] Effects of OGG1-knockdown on untargeted substitutions and large deletions induced by 8-hydroxyguanine2021

    • Author(s)
      Hiroyuki Kamiya, Tetsuya Suzuki
    • Organizer
      第80回日本癌学会学術総会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 7,8-dihydro-8-oxoguanineによる遠隔作用変異誘発の方向性2021

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      鈴木哲矢、福島瑠里子、紙谷浩之
    • Organizer
      第60回日本薬学会中国四国支部学術大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 8-Oxo-7,8-dihydroguanineによる遠隔作用変異誘発におけるCpGメチル化の影響2021

    • Author(s)
      鈴木 哲矢、紙谷 浩之
    • Organizer
      日本環境変異原ゲノム学会第50回記念大会
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      2021 Research-status Report
  • [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

    • Author(s)
      福島瑠里子、鈴木 哲矢、紙谷 浩之
    • Organizer
      日本環境変異原ゲノム学会第50回記念大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] DNA中に取り込まれたriboguanosineによる遠隔作用変異の解析2021

    • Author(s)
      安井 聖晴、鈴木 哲矢、紙谷 浩之
    • Organizer
      日本環境変異原ゲノム学会第50回記念大会
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      2021 Research-status Report
  • [Presentation] 8-Oxo-7,8-dihydroguanineを起点とした遠隔作用変異誘発におけるAPOBEC3の関与2021

    • Author(s)
      鈴木哲矢、福島瑠里子、紙谷浩之
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      日本薬学会第142年会
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  • [Presentation] 次世代シークエンサーを用いたsupF遺伝子変異解析系の開発2021

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      増田 翔吾、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 Research-status 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
    • Organizer
      日本薬学会 第141年会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Effects of lagging- and leading-strand syntheses on mutagenesis in translesion DNA synthesis by DNA polymerase ζ2020

    • Author(s)
      Tetsuya Suzuki, Hiroyuki Kamiya
    • Organizer
      第79回 日本癌学会学術総会
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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] Effects of OGG1-knockdown on untargeted substitutions and large deletions induced by 8-hydroxyguanine2020

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      Hiroyuki Kamiya, Tetsuya Suzuki
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      第79回 日本癌学会学術総会
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  • [Presentation] WRN、pol λのノックダウンと8-hydroxyguanineによる遠隔作用変異誘発2020

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      益田 裕司、鈴木 哲矢、紙谷 浩之
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      第59回 日本薬学会中国四国支部学術大会
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  • [Presentation] DNA一本鎖切断により誘発される変異2020

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      鈴木哲矢、紙谷浩之
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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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      福島 瑠里子、鈴木 哲矢、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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  • [Presentation] 8-Oxo-7-8-dihydroguanine による遠隔作用変異誘発への OGG1 と WRN のダブルノックダウンの影響の解析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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      2020 Research-status Report
  • [Presentation] 遺伝子改変細胞を用いた変異誘発制御の分子機構の解明2020

    • Author(s)
      鈴木 哲矢
    • Organizer
      日本環境変異原学会 第49回大会
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      2020 Research-status Report
    • Invited

URL: 

Published: 2020-04-28   Modified: 2024-01-30  

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