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

2022 Fiscal Year Annual Research 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 – 2023-03-31
• Keywords: DNAポリメラーゼζ / 損傷乗り越え複製 / ルビアジン

Outline of Annual Research Achievements

環境化学物質に対するDNAポリメラーゼζ（Polζ）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Polζの複製忠実度を低下させたPolζノックイン（KI）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、Polζの複製忠実度の低下が突然変異及ぼす影響を検討した。これまでの結果から、Polζは嵩高いDNA損傷に対する塩基挿入と、それによって生じたミスマッチ末端からの伸長反応に働くことが示唆された。より多くのDNA損傷が生じる実験系として、本年度はルビアジンを０、40、200、又は1000 mg/kg体重/dayの用量でgpt deltaマウスとPolζKI gpt deltaマウスに3日間連続投与し、28日後に腎臓の病理組織学的検索及び遺伝子突然変異頻度解析を行った。その結果、gpt変異体頻度は中間用量群から有意に上昇し、PolζKI gpt deltaマウスではより高い変異頻度を示した。得られた変異体について、ダイレクトPCR後にgpt遺伝子のシークエンス解析を実施した結果、gpt deltaマウスではG:C-T:A、G:C-C:G及びA:T-T:A transversionの有意な増加が認められ、PolζKI gpt deltaマウスではこれらの頻度が増加したものの、変異スペクトラムにおいて遺伝子型間の違いは見られなかった。また、ルビアジンに特徴的な連続した2塩基又は1塩基を挟んだ2塩基の変異からなるcomplex変異も両遺伝子型で認められた。令和元年度に実施した混餌投与では見られなかった変異頻度の上昇が確認されたことは、Polζがより多くのDNA付加体が形成した際に、嵩高いDNA付加体の損傷乗り越え複製と伸長反応に働くことを示唆するものであった。