電離放射線によって誘発される塩基置換突然変異の由来とその修復酵素の研究

1996 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 08780510
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 張 秋梅 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00260604)
• Keywords: DNA損傷 / 5-フォルミルウラシス / 突然変異 / 修復 / オリゴヌクレオチド合成 / 活性酸素 / in vitro DNA合成 / トランスバ-ジョン

Research Abstract

放射線や活性酸素によってDNA中のチミンにはいくつかの種類のヒドロペルオキシドが産生する。ヒドロキシルラジカルがメチル基に反応して生じた5-ヒドロペルオキシドはさらに分解して、5-ヒドロキシメチルウラシルと5-フォルミルウラシルを生成する。放射線照射では、5-フォルミルウラシルの生成量はチミングリコールのそれとほとんど同程度であり、5-foUがチミンの主な酸化的損傷の一つであることを示している。では、5-フォルミルウラシルはそのような生物作用を示すのだろうか。放射線や活性酸素は多種多様なDNA損傷を生じるが、その個々の生物作用を知るためには、その損傷だけを含むオリゴヌクレオチドを合成して、in vitroでのDNA合成に与える影響を調べることが重要であろう。そこで、京大工学研究科の杉山博士らとの共同研究によって5-フォルミルウラシルを1カ所だけ含むオリゴヌクレオチド(22-mer)の化学合成を行った。これをin vitroでのDNA合成のテンプレートにし、5′末端を^<32>Pでラベルしたプライマーの伸張反応で5-フォルミルウラシルのDNA合成への影響について検討した。Klenow fragmentによるDNA合成は5-フォルミルウラシルの一つ手前で強く阻害されること、さらに反応を継続するとこの損傷を越えて合成が進行すること、テンプレート中の5-フォルミルウラシルの向かい側にはdAMPが優先的に挿入されるが、ほぼその1/3の割合でdCMPが入ることを見いだした。この結果は、5-フォルミルウラシルがTからGへのトランスバ-ジョンを引き起こすことを示唆している。

Research Products

• [Publications] Q.M.Zhang,S.Mito,T.Takemoto and S.Yonei: "Induction of repair capacity for oxidatively damaged DNA as a component of peroxide stressin Escherichia coli" J.Radiat.Res.37・3. 171-176 (1996)
• [Publications] H.Sugiyama,S.Matsuda,Q.M.Zhang,S.Yonei and I.Saito: "New sythetic method of 5-formyluracil-containing oilgonucleotides and their melting behavior" Tetrahedron Lett.37・50. 9067-9070 (1996)
• [Publications] T.Takemoto,Q.M.Zhang and S.Yonei: "The effect of thioredoxin-and thioredoxin reductase-deficiency on the sensitivity to oxidative stress in Escherichia coli" Int.J.Radiat.Biol. (印刷中). (1997)
• [Publications] 米井脩治、張 秋梅: "活性酸素と医食同源(共著)" 共立出版, 356 (1996)