酸素ラジカルに起因する自然突然変異とその抑制の分子機構

1994 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 05454639
• Research Institution: Nara Institute of Science and Technology
• Principal Investigator: 真木 寿治 奈良先端科学技術大学院大学, バイオサイエンス研究科, 教授 (20199649)
• Keywords: 大腸菌 / 分子生物学 / ミューテーター / ミスマッチ修復 / DNA複製

Research Abstract

本研究の目的は、酸素ラジカルによる自然突然変異の発生とその抑制機構を実証することにある。本年度はin vitro oriC plasmid DNA複製系での8-OH-dGTPが誘発する突然変異の解析を中心に研究を進め、以下のことが明らかになった。
1.研究代表者がこれまでに開発しているrpsL遺伝子をターゲットにした突然変異検出系を利用して、rpsL遺伝子を持つoriC plasmidをin vitroで複製させた時の突然変異を多数分離し、それらの変異の種類と部位をDNAシーケンシングを行うことにより決定した。この場合には、約半数の変異がG:C→T:AあるいはA:T→C:Gの塩基置換変異であることがわかり、それらの発生部位はそれぞれmutM mutY変異株とmutT変異株での特異的な変異発生部位とほぼ一致していた。
2.in vitro DNA複製系に8-OH-dGTPを加えたときに誘発された変異についても同様な解析を行い、8-OH-dGTPを加えない場合の結果と比較することにより8-OH-dGTPが引き起こす突然変異のメカニズムを考察した。その結果、8-OH-dGTPの添加によって誘発される変異は大部分がA:T→C:Gであり、G:C→T:Aの誘発は認められなかった。また、5′-CCCGGG-3′の配列で一塩基の欠失が誘発されることが明かとなり、8-OH-dGTPは塩基置換だけでなく一塩基フレームシフトも引き起こすことが見い出された。
3.上記の8-OH-dGTPによる複製エラーを検出する実験系に精製したMutTタンパク質を加えると、8-OH-dGTPによる変異誘発はほとんど完全に抑制された。このことから、MutTタンパク質は、8-OH-dGTPを加水分解することにより8-OH-dGTPの変異原性を失わせる働きを持つことが実証された。

Research Products

• [Publications] Pascale Belguse-Valladier: "Effect of single DNA lesions on in vitro replication with DNA polymerase III holoenjume:Coucoparison with other polymevases." J.Mol.Biol. 236. 151-164 (1994)
• [Publications] Takayasu Itoh: "Roles of trakscription and repair in alkylation mutagenesis." Mutation Res.314. 273-285 (1994)