2021 Fiscal Year Research-status Report
酸化ストレス防御・DNA修復タンパク質の同定と作用機構の解明
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19K12320
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
秋山 秋梅 (張秋梅) 京都大学, 理学研究科, 准教授 (00260604)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 酸化ストレス / 放射線 / 線虫C.elegans / DNA修復酵素KsgA / 培養細胞 / 酸化還元酵素GLRX1 / DNA修復酵素UNG-1 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
細胞にとって最大の脅威である酸化は活性酸素 (ROS) によって起こされる。電離放射線は、細胞成分に直接損傷を与える作用と大量に生成するROSの反応によって細胞に強い酸化反応を引き起こす作用を有する。細胞には活性酸素の消去、酸化された分子の還元, 損傷DNAの修復などの防御機構が備わっている。本研究は (1) 酸化DNA修復酵素の同定とDNA修復の個体、組織での役割を解明。 (2) 酸化防御タンパク質の放射線応答における役割、低線量率放射線応答機構の解明を目的としている。
本年度は (1) 線虫の放射線への応答機構(線虫の運動を指標とした影響)を検討し、得られた結果をまとめて複数の学会での発表および国際専門誌に公表した。また、いくつかのDNA修復、損傷応答遺伝子欠損株を用いて、放射線の影響、運動の回復のサーベイ実験を行なった。(2)線虫の塩基除去修復(BER)酵素UNG-1欠損の影響の研究を引き続き行なった。一昨年度に行った寿命、生殖への影響、昨年度で行った成長への影響に加えて、生殖孔Pvlの器官形成への影響、飲み込み頻度の影響をさらに詳しく調べた。得られた結果は日本遺伝学会で発表した。(3) ヒト細胞における酸化防御酵素GLRX1の放射線応答および酸化ストレス防御の役割の解明を引き続き行なった。GLRX1高発現ヒト培養細胞を作成し、その放射線感受性を調べた。得られた結果は日本放射線影響学会で発表した。(4) 酸化DNA修復酵素KsgAのDNA結合機構を解明し、得られた結果の整理、data base検索などの作業を行い、さらに立体構造の解析を行った。(5)ミトコンドリアでDNA修復する酵素OGG1-2aの高発現ヒト培養細胞株の樹立を行った。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
非分裂時期の線虫の放射線への応答について運動を指標とした影響を検討し、3,000 Gyの高線量の放射線照射による線虫の運動は一時的に停止すること、６-２４時間後に部分的に回復できることを見出した。得られた結果をまとめて日本極限生物学会、高崎サインスフェスタで発表した。それとInternational Journal of Molecular Science誌で公表した。また、いくつかDNA修復、損傷応答遺伝子欠損株を用いて、放射線の影響・運動の回復のサーベイ実験を行なった。この研究は予定どおりに進展している。塩基除去修復酵素UNG-1を欠損する線虫個体の機能変化から、UNG-1は胚発生時期に受けたDNA損傷がその後の成長と寿命維持に重要な役割を果たしていることを発見した。加えて突然変異の指標の一つとした生殖孔Pvlの器官形成への影響があることも見出した。得られた成果は日本遺伝学会で発表した。表現型解析は概ね順調に進展している。
酸化DNA修復酵素KsgAのDNA結合機の解明, in vivoで実験: N末端欠損とC末端の欠損のplasmidをそれぞれ大腸菌mutMmutYksgA欠損株に導入して、突然変異頻度の抑制効果をさらに調べた。さらに、C末端タンパク質立体構造をUCSF Chimera法で解析した。
ヒト細胞における酸化タンパク質を還元する酵素GLRX1を過剰発現する細胞株の樹立を行った。得られた細胞株は、GLRX1抗体を用いたWestern blotting方法を用いて確認できた。過剰発現細胞の放射線や酸化ストレスの感受性を調べた。これらの研究成果は日本放射線影響学会で発表した。この研究は当初予定通りに進展している。
ミトコンドリアでDNA修復する酵素OGG1-2aの高発現ヒト培養細胞株の樹立を行った。得られた結果第２回日本遺伝学会春の分科会「若者フォーラム」で発表した。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和４年度は引き続き下記の研究を行う。
(1)酸化DNA修復酵素KsgAのDNA結合機構の解明を精度・質を上げ、論文作成・投稿に向けて進める。
(2)作成したヒトGLRX1欠損細胞、GLRX1高発現細胞を用いて、その低線量率放射線感受性についてさらに詳細に解析する。
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| Causes of Carryover |
新型コロナウイルス感染拡大の影響で予定した学会参加用旅費はオンライン開催に出席した為に、費用の一部の次年度使用が生じた。また、研究結果の論文にまとめることについて費用が必要になるため、費用の一部を残した。 次年度使用については、当初予定していた研究は論文にまとめて投稿をする予定。論文投稿する際に要求される追加実験の実施・解析に使用する。細胞培養の実験系(培地、血清、研究試薬の購入など)に使用する。さらに、共同研究者間での打ち合わせ、国内外の研究発表、得られた成果の論文投稿及びその校正費、掲載料に使用する。
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