活性酸素DNA損傷修復酵素欠損の分子病態

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10165202
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 山本 和生 東北大学, 大学院・理学研究科, 教授 (20093536)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 久保 喜平 大阪府立大学, 農学部, 助教授 (40117619)
• Keywords: 活性酸素 / チミングリコール / nth遺伝子 / nei遺伝子 / supF遺伝子 / オスミウム酸 / 塩基置換変異 / 分裂酵母

Research Abstract

チミングリコール等の活性酸素性のピリミジン損傷は、大腸菌の場合、Endonuclease III/VIIIの2つの酵素系によって修復されている。チミングリコールの変異原性を見るために、EndonucleaseIII/VIIIをコードするnthneiの遺伝子欠損大腸菌を用い、3つのシステムで突然変異の生成を調べた。1)Miller等の開発した、CC101〜CC106をnth nci株に導入し変異を調べたところ、CC102ではLac^+の復帰変異が有為に現れたが、その他のCC株では変異頻度に野生株との差は見られなかった。CC102株ではG:C→A:Tトランジション変異が観察される。次に、大腸菌supF遺伝子を用いて、nth nei二重変異株での自然突然変異を調べたところ、観察された塩基置換変異の47%はG:C→A:Tトランジション変異で、G:C→T:A及びG:C→+C:Gトランスバージョン変異がそれぞれ30%と23%であった。G:C→T:A及びG:C→C:Gトランスバージョン変異は、野生株でもほぼ等しい頻度で観察される。従って、supFを用いた実験でも、nth nei二重変異株ではG:C→A:Tトランジション変異が増加していた。最後に、supF-plasmidをチミングリコールを誘発することが知られているオスミウム酸処理し、その後nth nei変異株に導入して、そこでの変異を調べた。オスミウム酸処理したプラスミドには、確かにEndonucleaseIII-sensitive site(即ち、チミングリコール)が出来ていたが、突然変異頻度は、オスミウム酸処理しない場合の2倍以内とあまり誘発されなかった。オスミウム酸処理で得られたsupF変異体を調べると、塩基置換型変異の内訳は、G:C→A:T変異(35%)G:C→T:A変異(24%)及びG:C→C:G変異(41%)となった。以上より、1)チミングリコールには変異原性はあまりない;2)EndonucleaseIII/VIIIで修復されるG又はCの損傷があり、G:C→A:Tトランジション変異の原因となっていることの2点が明かとなった。分裂酵母の、nth欠損株を作成した。この変異株は、過酸化水素に感受性を示した。しかし、粗抽出液を調べたところ、10%程度の活性が変異株からも観察されたので、分裂酵母にもEndonucleaseVIII型の酵素又はその活性ホモローグが存在する可能性が示唆された。今後は、酵母でのチミングリコールの修復についても明らかにする。

Research Products

• [Publications] Masahiko Kobayashi: "Potential of GTP cyclohydrolase II of Escherichia coli for hydrolyzing 8-oxo-dGTP,a mutagenic substrate for DNA synthesis." J.Biol.Chem.273. 26394-26399 (1998)
• [Publications] Altaf H.Sarker: "Cloning and Characterization of a Mouse Homologue (mNthll) of Escherichia cole Endonuclease III." J,Mol.Biol. 282. 761-774 (1998)
• [Publications] Keizo Tano: "Specificity of mutation induced in the supF gene by riboflavin mediated photosensitization in Escherichia coli." Mutation Res.(印刷中). (1999)
• [Publications] Hiroaki Iyehara-Ogawa: "Cobaltous chloride-induced mutagenesis in the supF tRNA gene of Escherichia coli." Mutagenesis. (印刷中). (1999)
• [Publications] Satoshi Nakajima: "Cloning and characterization of a gene(UVR3)required for photorepair of 6-4 products in Arabidopsis thaliana." Nucleic Acids Res. 26. 638-644 (1998)
• [Publications] Fumiko Obata: "An improved system for selection of forward mutations in an Escherichia coli supF gene carried by plasmids." J.Radiat.Res.39. 263-270 (1998)
• [Publications] Norio Uematsu: "Asymmetric crossover for spontaneous formation of large deletions at the tonB-trp region of Escherichia coli K-12 cells." Mol.Gen.Genet.(印刷中). (1999)
• [Publications] Ayako Sakamoto: "The genomic organization of the Arabidopsis 6-4 photolyase gene." Plant Physiol.(印刷中). (1999)
• [Publications] Ayumi Asaeda: "Repair kinetics of abasic sites in mammalian cells selectively monitored by aldehyde reactive probe(ARP)." Nucleosides and Nucleotides. 17. 503-513 (1998)
• [Publications] Ayumi Asaeda: "Highly sensitive assay of DNA abasic sites in mammalian cells--Optimization of the aldehyde reactive probe(ARP)method." Analytica Chimica Acta. 365. 35-41S (1998)
• [Publications] 山本和生: "活性酸素によるDNAの傷とその修復。" 「健康と環境II」、池永満生他編集、株式会社へるす出版. 183-197 (1998)
• [Publications] 布柴達男: "活性酸素と自然突然変異スペクトル;細胞内でのOH・の生成にも鉄の関与する証拠。" 放射線生物研究. 33. 25-46 (1998)