DNAポリメラーゼζ（ゼータ）の変異生成・抑制における損傷特異性

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 19K12349
• Research Institution: National Institute of Health Sciences
• Principal Investigator: 石井 雄二 国立医薬品食品衛生研究所, 病理部, 室長 (70544881)
• Project Period (FY): 2019-04-01 – 2022-03-31
• Keywords: ポリメラーゼζ / 損傷乗り越え複製

Outline of Annual Research Achievements

環境化学物質に対するポリメラーゼζ（ゼータ）の変異生成・抑制の分子機構を明らかにするため、種々のDNA損傷を引き起こす腎発がん物質をPolzの複製忠実度を低下させたPolζノックイン（KI）gpt deltaマウスとgpt deltaマウスに投与し、レポーター遺伝子変異解析をすることでPolzの複製忠実度の低下が突然変異に及ぼす影響を検討した。令和2年度は酸化的DNA損傷を引き起こす腎発がん物質臭素酸カリウム（KBrO3）を用いて検討を行った。KBｒO3をPolz KI gpt detaマウスとgpt deltaマウスに0、375、750又は1500 ppmの濃度で13週間飲水投与し、腎臓におけるレポーター遺伝子変異解析を実施した。得られた変異コロニーについては、現在、塩基配列解析を実施しており、それらの結果をもってPolzの複製忠実度の変化が酸化的DNA損傷に及ぼす影響について考察する。また、令和元年度に実施したルビアジンを投与したマウス腎臓の変異解析で得られた変異コロニーについて塩基配列解析を行った結果、Polz KI gpt deltaマウスでは中間用量群以上においてG:C-T:A transversion及びG:C-A:T transitionの頻度が減少し、連続又は数塩基にまたがった特徴的なcomplex変異が増加することが明らかになった。一方、点突然変異頻度の増加はみられなかったことから、Polzはルビアジンが引き起こすグアニン塩基の損傷によって生じたミスマッチ末端に対して働き、伸長反応に寄与すると考えられた。

Current Status of Research Progress

2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.

Reason

令和2年度はKBｒO3を用いて酸化的DNA損傷に対するPolζの働きを検討した。Polz KI gpt deltaマウス及びgpt deltaマウスへの13週間の投与を実施し、発がん標的部位である腎臓についてレポーター遺伝子における変異解析を実施した。得られた変異コロニーについて現在、塩基配列解析を進めている。若干の遅れがあるものの、令和3年度の実施予定であったオクラトキシンAを用いた動物実験も並行して進行しており、研究全体の当初の予定に影響はないと考える。

Strategy for Future Research Activity

令和3年度は腎発がん物質であるオクラトキシンAを用いて、欠失変異に対するPolzの働きを検討する。Polz KI gpt deltaマウスとgpt deltaマウスにオクラトキシンAを0、1.25、2.5または5.0 mg/kg体重/日の用量で28日間強制経口し、腎臓を採取する。DNA二重鎖切断のマーカーであるγH2AXの免疫組織化学染色と、gpt assay及びSpi- assayによるin vivo変異原性の検索を実施し、それぞれの変異頻度について遺伝子型間に違いを検討する。また、令和2年度に実施したKBrO3の変異解析で得られた変異コロニーについて、引き続き塩基配列解析を実施し、Polの複製忠実度の変化が酸化的DNA損傷に及ぼす影響を明らかにする。

Causes of Carryover

DNA付加体測定及び変異解析から得られらたコロニーのシークエンス解析が次年度にずれ込んだため、それに必要な試薬及び解析費が次年度使用分として
生じた。生じた差額は、次年度、当初の目的であるDNA付加体測定及びシークエンス解析に使用する。