2021 Fiscal Year Annual Research Report
Molecular mechanism of acrylamide-induced mutagenesis via translesion synthesis
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19K12348
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| Research Institution | National Institute of Health Sciences |
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Principal Investigator |
赤木 純一 国立医薬品食品衛生研究所, 病理部, 主任研究官 (60512556)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
横井 雅幸 神戸大学, バイオシグナル総合研究センター, 准教授 (00322701)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | アクリルアミド / グリシドアミド / 損傷乗り越えDNA合成 / 遺伝毒性 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
食品中に非意図的に生じる遺伝毒性発がん性物質であるアクリルアミドはシトクロムP450 2E1によりグリシドアミド (GA) に代謝され、主に2′-デオキシグアノシン(dG)のN7位に反応してN7-(2-carbamoyl-2-hydroxyethyl)-dG (GA7dG)を生じる。GA7dGはアクリルアミド反復投与によりゲノムDNA中に蓄積するが、脱塩基しやすいためGA7dGがアクリルアミドの遺伝毒性および変異原性にどのように寄与するかは明らかとなっていない。我々は2′-deoxy-2′-fluoroarabinoguanine (dfG) を用いてGA7dGの安定化アナログであるGA7dfGを作成し、シャトルベクターを用いてヒト細胞内におけるGA7dGによるDNA複製および突然変異誘発への影響を解析した。これまでの研究で、GA7dfG鎖では損傷のないdG鎖およびdfG鎖と比べてDNA複製効率が半分以下に低下し、複製産物においてGA7dfG部位特異的な塩基置換変異が見られたことから、損傷乗り越え複製（TLS）により点突然変異が誘発されると考えられた。そこでGA7dfGによる突然変異誘発に寄与するTLSポリメラーゼを明らかにするため、ゲノム編集によりPolη、Polι、Polκ、およびREV1のノックアウト細胞を作出し、GA7dfG鎖の変異頻度を測定した。その結果、PolκおよびREV1ノックアウト細胞ではGA7dfG部位特異的な点突然変異の有意な低下が見られ、変異スペクトラム解析ではGA7dfGに対するTおよびGの取り込み頻度の低下が見られた。一方で、PolηおよびPolι欠損細胞では変異頻度に有意な差は見られなかった。以上より、PolκとREV1はアクリルアミド曝露によりゲノムDNA中に生じたGA7dfGによる点突然変異に寄与すると考えられた。
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