DNase IおよびDNase IIのアポトーシスへの関与機構の解析

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 12307011
• Research Institution: Gunma University
• Principal Investigator: 岸 紘一郎 群馬大学, 医学部, 教授 (30169841)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中島 たみ子 群馬大学, 医学部, 助手 (40008561) ; 竹下 治男 群馬大学, 医学部, 助教授 (90292599) ; 安田 年博 福井医科大学, 医学部, 教授 (80175645) ; 茂木 康一 群馬大学, 医学部, 助手 (80344919)
• Keywords: アポトーシス / 核酸分解酵素 / DNase I / DNase II / モノクローナル抗体 / 脳下垂体 / 尿 / 分子進化

Research Abstract

アポトーシス過程の一つであるクロマチンDNA断片化の分子機構解明は現代生物学の大きな研究課題となっている。この断片化に関与すると想定されるエンドヌクレアーゼの一つとしてDNase IおよびDNase IIが注目されてきたが、これらDNaseがアポトーシスに果たす役割に関する実験的根拠はほとんど皆無である。そこで本研究ではDNase IおよびDNase IIのアポトーシスへの関与機構を分子レベルで解明することを主な目的とした。
1.DNase IIは精液をはじめヒト体液に広く分布する遺伝的多型形質であるが、その多型解析に利用される特異性の高い抗体がこれまで作られていない。今回、新規な抗体スクリーニング法を利用してDNase IIに対するマウスモノクローナル抗体の作製に成功した。得られた抗体は電気泳動後の免疫ブロット法によってDNase IIを高感度に検出できた。さらに、本モノクローナル抗体を使用したイムノアフィニティー法による簡便なDNase II精製法を確立した。従って、今回得られた抗DNas IIモノクローナル抗体がDNase II蛋白質多型検出に応用できることが明らかとなった。
2.DNase I型判定に供される生体試料中のDNase I含量の生理的変動を精査した。その結果、主要産生臓器である膵臓に匹敵する濃度のDNase Iが脳下垂体に分布すること、その含量は第二次性徴に対応して増加するような年齢依存的変動を示すこと、さらにその活性変動は遺伝子発現を介して調節されていることを見出した。従って、DNase Iには内分泌作用と何らかの相関性が存在することが示唆された。
3.尿試料から簡便かつ高収率なDNA抽出法を開発した。尿試料は本法によりDNA多型検査に供される有用な生体試料となり、ドーピングや違法薬物事犯に係わる個人識別に活用できることが明らかとなった。
4.脊椎動物由来DNase Iの分子進化学的解析から、冷血動物から温血動物への進化に伴いDNase Iの熱安定性が獲得されることを明らかにした。

Research Products

• [Publications] Tamiko Nakajima: "Production and characterization of murine monoclonal anti-human DNase II antibodies, and these use for immunoaffinity purification of DNase II from human liver and urine"Biochimica et Biophysica Acta. 1570・3. 160-164 (2002)
• [Publications] Reiko Iida: "Five age-dependently expressed genes in mouse brain revealed by the fluorescence differential display-PCR technique"Experimental Gerontology. 37・8/9. 1121-1126 (2002)
• [Publications] Toshihiro Yasuda: "Abrupt pubertal elevation of DNase I gene expression in human pituitary glans of both sexes"FEBS Letters. 510・1/2. 22-26 (2002)
• [Publications] Haruo Takeshita: "A death resulting from inadvertent intravenous infusion of enteral feed"International Journal of Legal Medicine. 116・1. 36-38 (2002)
• [Publications] Reiko Iida: "Characterization and haplotype analysis of the polymorphic : Y-STRs DYS443, DYS444 and DYS445 in a Japanese population"International Journal of Legal Medicine. 116・3. 191-194 (2002)
• [Publications] Toshihiro Yasuda: "A simple method of DNA extraction and STR typing from urine samples using a commercially available DNA/RNA extraction kit"Journal of Forensic Sciences. 48・1. 108-110 (2003)
• [Publications] Reiko Iida: "M-LP, Mpv17-like protein, has a peroxisomal membrane targeting signal comprising a transmembrane domain and a positively charged loop and up-regulates expression of the manganese superoxide dismutase gene"Journal of Biological Chemistry. 278・8. 6301-6306 (2003)
• [Publications] Haruo Takeshita: "A single amino acid substitution of Leu 130 Ile in snake DNase I contributes to the acquisition of thermal stability : a clue to the molecular evolutionary mechanism of cold-blooded to warm-blooded vertebrates"European Journal of Biochemistry. 270・2. 307-314 (2003)
• [Publications] Kouichi Mogi: "Carp hepatopancreatic DNase I : biochemical, molecular and immunological properties"Journal of Biochemistry. (in press).
• [Publications] Tamiko Nakajima: "Production of murine monoclonal anti-human DNase II antibodies, and their use for immunoaffinity purification of human DNase II from human liver and urine"Legal Medicine. (in press).
• [Publications] 茂木 康一: "脊椎動物DNase Iの分子進化"DNA多型. 10. 88-92 (2002)
• [Publications] 飯田 礼子: "Y染色体上の新規多型性STR5種の同定とハプロタイプ解析"DNA多型. 10. 160-163 (2002)
• [Publications] 茂木 康一: "カエンタケ誤食による食中毒死例"犯罪学雑誌. 69・1. 14-20 (2003)
• [Publications] 岸 紘一郎: "ヒトの老化程度を体液から規定できるマーカーの開発"大和證券ヘルス財団 研究業績集. 26. 30-35 (2003)