紫外線によるDNA光生成物シトシン水化体の生物作用と修復

1998 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 10878079
• 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)
• Keywords: 紫外線 / ピリミジン二量体 / 6-4付加体 / シトシン水化体 / 除去修復 / エンドヌクレアーゼIII / VIII / supF遺伝子 / 過酸化水素

Research Abstract

太陽光線に含まれる紫外線は、突然変異、致死、発がんや老化を引き起こす。その原因は、紫外線によるDNA光生成物であるピリミジン2量体及び6-4付加体と考えられている。紫外線はその他に、ピリミジン2量体の5〜10%程度を占めるシトシン水化体を作る。シトシン水化体は、ピリミジン2量体を修復する除去修復系及び、チミングリコール等の修復酵素、エンドヌクレアーゼIII/VIII、の2つのシステムによって修復されている。シトシン水化体の生物作用を明らかにするために、除去修復のないuvr欠損及びエンドヌクレアーゼIII/VIIIの欠損したnth nei変異株からuvrA nth nei3重変異株を作成した。この大腸菌は、uvrA株より紫外線に感受性となり、nth nei株より過酸化水素に感受性となった。紫外線照射したsupF遺伝子を持つプラスミドを、ピリミジン2量体及び6-4付加体の両方を修復する光回復酵素で処理し、突然変異を見たところ、G:C→T:A及びG:C→C:Gトランスバージョン変異が増加した。ピリミジン2量体及び6-4付加体以外のDNA損傷がトランスバージョン変異誘発に関わることが明らかになったが、この原因がシトシン水化体であるかどうかは不明である。光回復処理したプラスミドをin vitroで更にエンドヌクレアーゼIII処理してシトシン水化体を取り除き、そこでの変異を観察する必要がある。今回更に、uvrA nth nei3重変異株が、過酸化水素にも感受性であることが明かとなった。紫外線での感受性の結果と考えて、紫外線照射で過酸化水素が生じている可能性もあり、今後の検討課題である。尚、本研究の成果は、放射線影響学会第40回大会で発表した。

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 (mNthl) of Escherichia coli 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] 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)