2023 Fiscal Year Annual Research Report
Abnormal radiation response of a newly identified DNA ligase IV mutant mice
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21K12243
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| Research Institution | Osaka Metropolitan University |
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Principal Investigator |
児玉 靖司 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 客員研究員 (00195744)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
白石 一乗 大阪公立大学, 大学院理学研究科, 助教 (40347513)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | DNAリガーゼⅣ / DNA2本鎖切断修復酵素 / 非相同末端結合 / 染色体切断端再結合誤り / テロメア不安定化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究の目的は、酵素活性ドメインに新規遺伝子変異を導入したDNAリガーゼⅣ（Lig4）が、どのような生体影響を誘発するのかを明らかにすることである。そのために、本研究は、Lig4酵素活性ドメインの447番目のアミノ酸が、トリプトファン（W）からシステイン（C）に置換された（W447C）変異マウス（Lig4W/W）を材料に用いた。2023年度は、①ライブセルイメージングによる細胞分裂異常頻度、②G1期被ばく後24時間の修復時間をおいた細胞における二動原体染色体の形成頻度、さらに③テロメアFISHシグナル異常の出現頻度について調べたので報告する。①Lig4W/W変異が細胞分裂に及ぼす影響について、不死化Lig4W/W細胞のヒストンH3を蛍光ラベルし、ライブセルイメージングにより解析した。その結果、Lig4W/W細胞は、野生型細胞に比べて、自然発生、及びX線（0.5, 1Gy）誘発分裂異常（小核、架橋、その他の異常）頻度が、2倍程度高くなることが分かった。興味深いことに、Lig4W/W変異は、小核ではなく、架橋形成比率を増加させた。そこで、②G1期停止細胞にX線照射し、24時間修復時間を置いた後の二動原体染色体と断片の形成頻度を調べた。その結果、1Gy被ばくにおいて、Lig4W/W細胞では、断片頻度は約2分の1に減少するが、二動原体染色体頻度はほとんど減少しないことが分かった。さらに③テロメア不安定化の指標として、テロメアFISHシグナル異常を調べたところ、Lig4W/W細胞では、野生型細胞に比べてシグナル過剰、及びシグナル欠失ともに増加すること、また、X線被ばくにより、前者は増加するが、後者は変化しないことが分かった。本研究の結果は、Lig4W/W変異が、染色体切断端の再結合誤り、並びにテロメア不安定化を促進する影響を与える可能性を示唆している。
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