Analysis of radiation induced mutation patterns and frequencies with whole genome sequencing

2016 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15K16125
• Research Institution: Hiroshima University
• Principal Investigator: 金井 昭教 広島大学, 原爆放射線医科学研究所, 助教 (60549567)
• Project Period (FY): 2015-04-01 – 2017-03-31
• Keywords: 放射線

Outline of Annual Research Achievements

次世代シーケンサーを用いて、放射線がゲノムDNAに与える損傷の種類と頻度を直接計測することを試みた。1細胞に84 mGy, 390 mGy, 1885 mGyのγ線照射を行いその細胞を培養して増殖させてからDNAを抽出し全ゲノムシーケンスを行った。
解析の結果、10 kbp以上の大きな欠失は数個に限られ線量依存的な増加も見られなかった。1塩基置換では390mGy,1885mGyのγ線照射で置換に増加傾向が見られており、1885mGyとコントロールを比較すると1Gyあたり0.6個/Mbp程度の増加が推定された。小さな挿入欠失は1885mGyで増加傾向にあった。細胞への突然変異実験としてリンパ球細胞に放射線照射をしてHPRT遺伝子座の変異を見る実験が知られており、変異頻度として14.25 x 10-6 mutants/Gy (Mognato M et al. 2001)や12.35 x 10-6 mutants/Gy (Kumar PR et al. 2006 ) などと報告されている。HPRT遺伝子座のサイズ（1415 bp）からすると10-8bpオーダーでHPRT遺伝子が機能欠失の変異が入っていると推定される。我々の系では機能欠失に関連しない変異がほとんどであることや細胞系の違いなどから直接の比較は難しいが、エクソン上の変異の内1/10程度が機能欠失に関与したとすれば近い値となると推定された。また、塩基置換の種類についてはMasumura et al. 2002らの報告ではG,C → T, A に変異するtransversionがγ線照射変異の特徴とされているが、我々のデータからはそういった傾向は見られなかった。

Research Products

• [Journal Article] A novel LSD1 inhibitor NCD38 ameliorates MDS-related leukemia with complex karyotype by attenuating leukemia programs via activating super-enhancers. (2017)
  • Author(s): Sugino N, Kawahara M, Tatsumi G, Kanai A, Matsui H, Yamamoto R, Nagai Y, Fujii S, Shimazu Y, Hishizawa M, Inaba T, Andoh A, Suzuki T, Takaori-Kondo A.
  • Journal Title: Leukemia. Volume: 印刷中 Pages: 印刷中
  • DOI: 10.1038/leu.2017.59.
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] Acquired expression of CblQ367P in mice induces dysplastic myelopoiesis mimicking chronic myelomonocytic leukemia. (2017)
  • Author(s): Nakata Y, Ueda T, Nagamachi A, Yamasaki N, Ikeda KI, Sera Y, Takubo K, Kanai A, Oda H, Sanada M, Ogawa S, Tsuji K, Ebihara Y, Wolff L, Honda ZI, Suda T, Inaba T, Honda H.
  • Journal Title: Blood. Volume: 129(15) Pages: 2148-2160
  • DOI: 10.1182/blood-2016-06-724658.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Propagation of trimethylated H3K27 regulated by polycomb protein EED is required for embryogenesis, hematopoietic maintenance, and tumor suppression. (2016)
  • Author(s): Ueda T, Nakata Y, Nagamachi A, Yamasaki N, Kanai A, Sera Y, Sasaki M, Matsui H, Honda Z, Oda H, Wolff L, Inaba T, Honda H.
  • Journal Title: Proc Natl Acad Sci U S A. Volume: 113(37) Pages: 10370-5
  • DOI: 10.1073/pnas.1600070113.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] Maintenance of the functional integrity of mouse hematopoiesis by EED and promotion of leukemogenesis by EED haploinsufficiency. (2016)
  • Author(s): Ikeda K, Ueda T, Yamasaki N, Nakata Y, Sera Y, Nagamachi A, Miyama T, Kobayashi H, Takubo K, Kanai A, Oda H, Wolff L, Honda Z, Ichinohe T, Matsubara A, Suda T, Inaba T, Honda H.
  • Journal Title: Sci Rep. Volume: 6 Pages: -
  • DOI: 10.1038/srep29454.
  • Peer Reviewed / Int'l Joint Research
• [Journal Article] The loss of Ezh2 drives the pathogenesis of myelofibrosis and sensitizes tumor-initiating cells to bromodomain inhibition. (2016)
  • Author(s): Sashida G, Wang C, Tomioka T, Oshima M, Aoyama K, Kanai A, Mochizuki-Kashio M, Harada H, Shimoda K, Iwama A.
  • Journal Title: J Exp Med. Volume: 213(8) Pages: 1459-77
  • DOI: 10.1084/jem.20151121.
  • Peer Reviewed
• [Presentation] Analysis of radiation induced mutations using next generation sequencer. (2017)
  • Author(s): Akinori Kanai, Akiko Nagamachi, Hidehiko Kawai, Hirotaka Matsui, Kenji Kamiya, Toshiya Inaba
  • Organizer: 放射線災害・医科学研究拠点 第 1 回国際シンポジウム
  • Place of Presentation: 広島市 広島大学
  • Year and Date: 2017-02-21 – 2017-02-22
• [Presentation] 次世代シーケンサーを用いた放射線誘発変異解析 (2016)
  • Author(s): 金井昭教、長町安希子、河合秀彦、松井啓隆、神谷研二、稲葉俊哉
  • Organizer: 第39回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 横浜市 パシフィコ横浜 広島市
  • Year and Date: 2016-11-30 – 2016-12-02
• [Presentation] 次世代シーケンサーを用いた放射線誘発変異解析 (2016)
  • Author(s): 金井昭教、長町安希子、河合秀彦、松井啓隆、神谷研二、稲葉俊哉
  • Organizer: 日本放射線影響学会第59回大会
  • Place of Presentation: JMSアステールプラザ
  • Year and Date: 2016-10-26 – 2016-10-28