核磁気共鳴装置による家畜生殖遺伝毒性の構造生物学的評価法

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 09356008
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (A)
• Research Institution: Kyoto University
• Principal Investigator: 宮本 元 京都大学, 農学研究科, 教授 (00026618)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 葛西 孫三郎 高知大学, 農学部, 教授 (60152617) ; 小倉 淳郎 国立感染症研究所, 獣医科学部, 研究主任 (20194524) ; 丹羽 晧二 岡山大学, 農学部, 教授 (40089115) ; 佐藤 英明 東北大学, 農学研究科, 教授 (80093243) ; 眞鍋 昇 京都大学, 農学研究科, 助教授 (80243070)
• Keywords: 環境ホルモン / 生殖毒性 / 遺伝毒性 / 食物連鎖 / 胎児奇形 / 生殖生理学 / 生殖腺 / 構造生物学

Research Abstract

20世紀後半になって、食料の安定供給技術に加えて、人類の生存にとって必須の環境を維持しながら安全性を的確に評価して健康な生活を保証する技術を創出することが農学研究の新たな目標として加わった。19世紀からこのかた科学技術は飢えや疾病から人々を救うために様々な化合物を創り出してきたが、これらが環境ホルモンなど様々な毒物として人類の生存を脅かしつつある。食料の安全性を保証することは、最も重要で緊急を要する研究課題である。環境毒物は、家畜体内で濃縮した後ヒトに取り込まれるが、未だにこれらよる生殖遺伝毒性の適切な評価方法が開発されていない。生体や生細胞を用いて生命現象のリアルタイム定量検出ができるフーリエ変換型ワイドボア核磁気共鳴装置に、検出結果を5μ立法精度の画像情報として提示できるイメージング装置と立体視覚情報として再構築して定量解析できる3次元画像解析装置を付加した装置(生体NMR)、生細胞の細胞レセプター局在を高精度に検出できる共焦点走査型レーザー顕微鏡(レーザー顕微鏡)等の最先端機器を駆使し、環境毒物による家畜生殖遺伝毒性の評価法を新たに開発・確立するべく本研究を進めている。
(1) In vivo生殖遺伝毒性検出評価法の確立:実験動物を麻酔下に生体NMRに保定し、生殖腺、着床胚などの1Hや31Pシグナルを部位特異的にリアルタイムに検出できる最適測定条件を決定し、遺伝子情報障害の3次元的定量解析法の基礎を固めた。特にDNA3次元安定性を阻害するDNAアルキル化障害の観測のためにアルキル化DNAシグナルの解析、およびDNAメチル化の制御異常観測のためのメチル化チミジンの特異的シグナルの検出と解析法の開発を進めた。
(2) In vitro評価法の確立:培養卵子や初期胚でin vivoと同様の生理特性の解析条件を検討した。特に細胞内2次メッセンジャーの細胞内動態の解析、ならびにmRNAの発生ステージ特異的発現と局在の3次元解析に注力し、構造生物学的評価法の基礎を築こうとしている。

Research Products

• [Publications] Miki Sugimoto et al.: "Ultrastructural changes in granulosa cells in porcine anttal follicles under going atresia indicate apoptotic cell death." Journal of Reproduction and Development. 44. 7-14 (1998)
• [Publications] Yoshihiro Kimura et al.: "Examination of granulosa cell glycoconjugates which change during follicular atresia in the pigovary." Journal of Reproduction and Development. 44. 35-44 (1998)
• [Publications] Hajime Miyamoto et al.: "Assessment of the effect of dimethyl sulfoxide on the survival of cryopreserved mouse morulae by single step exposure and rapid freezing." Theriogenology. 49. 171-172 (1998)
• [Publications] Maki Morita et al.: "Cell proliferation and morphology in oviductal epithelium of cycling mice." Biology of Reproduction. 56. 85-86 (1998)
• [Publications] Noboru Manabe et al.: "Selection of oocytes in mammalian ovaries." Tissue Culture Engineering. 25. 4-8 (1998)
• [Publications] Noboru Manabe et al.: "Endocrine-disrupting environmental contaminants in animal products." Clinocal Endocrinology. 46. 555-562 (1998)
• [Publications] Noboru Manabe et al.: "Reproductive Biology Update; Regulatory mechanisms of granulosa cell apoptosis in porcine ovarian follicle atresia." Nakanishi Pub.Co.,Kyoto,Japan, 498 (1998)
• [Publications] Noboru Manabe et al.: "Apoptosis: Its Roles and Mechanism; Role of granulosa cell apoptosis in ovarian follicle atresia." Business Center for Academic Societies, Tokyo, Japan, 228 (1998)