グアニン酸化損傷から生じる点突然変異の回避機構の解明

• Project/Area Number: 13J10124
• Research Category: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• Allocation Type: Single-year Grants
• Section: 国内
• Research Field: Risk sciences of radiation/Chemicals
• Research Institution: Tokushima Bunri University
• Principal Investigator: 鈴木 雅代 徳島文理大学, 薬学研究科, 特別研究員(DC1)
• Project Period (FY): 2013-04-01 – 2016-03-31
• Project Status: Completed (Fiscal Year 2015)
• Budget Amount: ¥3,600,000 (Direct Cost: ¥3,600,000); Fiscal Year 2015: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2014: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000); Fiscal Year 2013: ¥1,200,000 (Direct Cost: ¥1,200,000)
• Keywords: グアニン酸化損傷 / G→C点突然変異

Outline of Annual Research Achievements

オキサゾロン(Oz)はグアニンの酸化により生成する損傷であり、これまでの研究から様々なDNAポリメラーゼが共通してOzの相補部位にグアニンを取り込むことが明らかとなっている。そのため、OzはG→C点突然変異を引き起こすグアニン酸化損傷であると考えられる。DNAポリメラーゼ(Pol)η、ι、κ、ζ、REV1は損傷乗り越えNDA合成を担うDNAポリメラーゼとして知られており、昨年度は今まで未解析であったPolι、κ、ζのうち、PolιとPolκのOzに対する反応を解析した。本年度はPolζのOzに対する塩基の取り込みおよび損傷乗り越え反応解析を行い、その結果、Polζは正確な取り込みは行わないが非常に効率良くOzを乗り越えてDNAを合成できることを明らかにした。その効率は天然のGの場合とほぼ同程度であった。
さらに、グアニンの連続配列はグアニン単体の場合に比べ、酸化電位が低くなり、酸化されやすくなることが知られている。そして、グアニン連続配列の酸化により、Ozの前駆体であるイミダゾロンの連続配列が生成することが明らかとなっており、Oz連続配列も容易に生成すると考えられる。そのため、Oz連続配列に対するDNAポリメラーゼの反応を解析することが必要となった。Oz連続配列を含む鋳型・プライマー配列を作製し、Polα、β、ζ、η、ι、κ、REV1、Klenow Fragment exo-を用いて損傷乗り越え反応および塩基の取り込み解析を行った。その結果、Oz連続配列はPolζ以外のDNAポリメラーゼによるDNA合成反応を阻害することを明らかにした。一方、PolζはOz連続配列の場合も効率良く乗り越えてDNA合成を行うことが明らかとなった。Ozが単体か連続配列かに依存せず、Polζが効率良くOzを乗り越えられることから、PolζはOzの損傷乗り越えDNA合成において重要な役割を担っていることが示唆された。

Research Progress Status

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

27年度が最終年度であるため、記入しない。

Research Products

• [Journal Article] Contiguous 2,2,4-triamino-5(2H)-oxazolone obstructs DNA synthesis by DNA polymerases α, β, η, ι, κ, REV1, and Klenow Fragment exo-, but not by DNA polymerase ζ. (2016)
  • Author(s): Suzuki M., Kino K., Kawada T., Oyoshi T., Morikawa M., Kobayashi T., Miyazawa H.
  • Journal Title: J. Biochem. Volume: 159 Pages: 323-329
  • DOI: 10.1093/jb/mvv103
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Analysis of nucleotide insertion opposite 2,2,4-triamino-5(2H)-oxazolone by eukaryotic B- and Y-family DNA polymerases. (2015)
  • Author(s): Suzuki M., Kino K., Kawada T., Morikawa M., Kobayashi T., Miyazawa H.
  • Journal Title: Chem. Res. Toxicol. Volume: 28 Issue: 6 Pages: 1307-1316
  • DOI: 10.1021/acs.chemrestox.5b00114
  • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Chlorella virus pyrimidine dimer glycosylase and Escherichia coli endonucleases IV and V have incision activity on 2,2,4-triamino-5(2H)-oxazolone. (2015)
  • Author(s): Kino K., Suzuki M., Morikawa M., Kobayashi T., Iwai S., Miyazawa H.
  • Journal Title: Gene Environ. Volume: 37 Issue: 1 Pages: 22-22
  • DOI: 10.1186/s41021-015-0022-8
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] Calculation of the HOMO localization of Tetrahymena and Oxytricha telomeric quadruplex DNA. (2015)
  • Author(s): Morikawa M., Kino K., Oyoshi T., Suzuki M., Kobayashi T., Miyazawa H.
  • Journal Title: Bioorg. Med. Chem. Lett. Volume: 25 Issue: 16 Pages: 3359-3362
  • DOI: 10.1016/j.bmcl.2015.05.050
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] グアニンの1電子酸化反応、放射線生物研究 (2015)
  • Author(s): 喜納克仁、鈴木雅代、森川雅行、宮澤宏
  • Journal Title: 放射線生物研究 Volume: 50 Pages: 305-320
  • Peer Reviewed
• [Journal Article] The demethylation reaction of 8-methoxyguanine. (2015)
  • Author(s): Kawada T., Suzuki M., Morikawa M., Kobayashi T., Miyazawa H., Kino K.
  • Journal Title: Photomed. Photobiol. Volume: 37 Pages: 27-28
  • Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Transcriptional Regulation of <i>Tal2</i> Gene by All-<i>trans</i> Retinoic Acid (atRA) in P19 Cells (2015)
  • Author(s): Kobayashi T., Suzuki M., Morikawa M., Kino K., Tanuma S., Miyazawa H.
  • Journal Title: Biological and Pharmaceutical Bulletin Volume: 38 Issue: 2 Pages: 248-256
  • DOI: 10.1248/bpb.b14-00617
  • NAID: 130004703923
  • ISSN: 0918-6158, 1347-5215
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Effects of stability of base pairs containing an oxazolone on DNA elongation. (2014)
  • Author(s): Suzuki M., Ohtsuki, K., Kino K., Kobayashi T., Morikawa M., Kobayashi T., Miyazawa H.
  • Journal Title: Nucleic Acids Volume: 2014 Pages: 178350-178350
  • DOI: 10.1155/2014/178350
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Calculating distortions of short DNA duplexes with base pairing between an oxidatively damaged guanine and a guanine. (2014)
  • Author(s): Suzuki M., Kino K., Morikawa M., Kobayashi T., Miyazawa H.
  • Journal Title: Molecules Volume: 19 Issue: 8 Pages: 11030-11044
  • DOI: 10.3390/molecules190811030
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Analysis of nucleobases incorporated opposite an oxidative guanine damage by human REV1 (2014)
  • Author(s): Suzuki M., Kawada T., Morikawa M., Kobayashi T., Miyazawa H., Kino K.
  • Journal Title: Photomed. Photobiol. Volume: 36 Pages: 39-40
• [Journal Article] Formation of a Flavin-linked peptide. (2014)
  • Author(s): Morikawa M., Kino K., Senda T., Suzuki M., Kobayashi T., Miyazawa H.
  • Journal Title: Molecules Volume: 19 Issue: 7 Pages: 9552-9561
  • DOI: 10.3390/molecules19079552
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] N’-[2-(7,8-Dimethyl-2,4-dioxo-3,4-dihydrobenzo[g]pteridin-10(2H) -yl)ethylidene]-4-nitrobenzohydrazide. (2014)
  • Author(s): Morikawa M., Kino K., Asada E., Katagiri K., Mori-Yasumoto K., Suzuki M., Kobayashi T., Miyazawa H.
  • Journal Title: Molbank Volume: 2014 Issue: 4 Pages: M836-M836
  • DOI: 10.3390/m836
  • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
• [Journal Article] Direct analysis of guanine oxidation products in double-stranded DNA and proposed guanine oxidation pathways in single-stranded, double-stranded or quadruplex DNA. (2014)
  • Author(s): Morikawa, M., Kino, K., Oyoshi, T., Suzuki, M., Kobayashi, T., Miyazawa, H.
  • Journal Title: Biomolecules Volume: vol.4 Issue: 1 Pages: 140-159
  • DOI: 10.3390/biom4010140
  • Peer Reviewed / Open Access
• [Journal Article] The stability of an oxidative guanine damages pairing with guanine in DNA polymerases. (2013)
  • Author(s): M. Suzuki, K. Ohtsuki, M. Morikawa, T. Watanabe, T. Kobayashi, H. Mivyazawa, K. Kino
  • Journal Title: Photomed. Photobiol. Volume: 35 Pages: 17-18
• [Journal Article] The oxidation of single-strand, double-strand, or quadruplex DNA by UVA radiation with riboflavin. (2013)
  • Author(s): M. Morikawa, T. Oyoshi, M. Suzuki, T. Kobayashi, H. Miyazawa, K. Kino
  • Journal Title: Photomed. Photobiol. Volume: 35 Pages: 19-20
• [Journal Article] Product analysis of photooxidation in isolated quadruplex DNA ; 8-oxo-7,8-dihydroguanine and its oxidation product at 3'-G are formed instead of 2,5-diamino-4H-imidazol-4-one. (2013)
  • Author(s): Morikawa, M., Kino, K., Oyoshi, T., Suzuki, M., Kobayashi, T., Miyazawa, H.
  • Journal Title: RSC Advances Volume: vol.3 Issue: 48 Pages: 25694-25697
  • DOI: 10.1039/c3ra44290j
  • Peer Reviewed
• [Presentation] 芳香族性チオール基による 8-メトキシグアニンの脱メチル化反応 (2016)
  • Author(s): 長船愛未、鈴木雅代、川田大周、森川雅行、小林隆信、喜納克仁、宮澤宏
  • Organizer: 日本薬学会 第136年会
  • Place of Presentation: 神奈川
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] atRA-RARα による Tal2 遺伝子転写調節機構の解明 (2016)
  • Author(s): 小林隆信、二宮李恵、鈴木雅代、喜納克仁、宮澤宏
  • Organizer: 日本薬学会 第136年会
  • Place of Presentation: 神奈川
  • Year and Date: 2016-03-26
• [Presentation] Analysis of the stability of DNA duplexes containing DNA damages. (2015)
  • Author(s): Suzuki M., Kawada T., Morikawa M., Kobayashi T., Miyazawa H. Kino K.
  • Organizer: Pacifichem 2015
  • Place of Presentation: ハワイ
  • Year and Date: 2015-12-15
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] オキサゾロン連続配列がDNA合成に与える影響 (2015)
  • Author(s): 鈴木雅代、川田大周、大吉崇文、小林隆信、宮澤宏、喜納克仁
  • Organizer: 環境変異原学会第44回大会
  • Place of Presentation: 福岡
  • Year and Date: 2015-11-27
• [Presentation] オキサゾロンに対する塩基の取り込みおよび損傷乗り越え反応解析 (2015)
  • Author(s): 鈴木雅代、宮澤宏
  • Organizer: 平成27年度四国オープンイノベーションワークショップ
  • Place of Presentation: 香川
  • Year and Date: 2015-11-10
• [Presentation] オキサゾロン連続配列によるDNA合成阻害 (2015)
  • Author(s): 鈴木雅代、喜納克仁、川田大周、大吉崇文、小林隆信、宮澤宏
  • Organizer: 第54回日本薬学会 中四国支部学術大会
  • Place of Presentation: 高知
  • Year and Date: 2015-10-31
• [Presentation] オキサゾロンに対する塩基の取り込み解析 (2015)
  • Author(s): 鈴木雅代
  • Organizer: 平成27年度四国の全薬学部による学生フォーラム
  • Place of Presentation: 徳島
  • Year and Date: 2015-09-26
• [Presentation] Analysis of translesion synthesis past contiguous oxazolone. (2015)
  • Author(s): Suzuki M., Kawada T., Oyoshi T., Morikawa M., Kobayashi T., Miyazawa H., Kino K.
  • Organizer: The 42th International Symposium on Nucleic Acid Chemistry
  • Place of Presentation: 兵庫
  • Year and Date: 2015-09-23
  • Int'l Joint Research
• [Presentation] 8MeOGの脱メチル化反応 (2015)
  • Author(s): 川田大周、鈴木雅代、長船愛未、森川雅行、小林隆信、宮澤宏、喜納克仁
  • Organizer: 第37回日本光医学・光生物学会
  • Place of Presentation: 宮崎
  • Year and Date: 2015-07-17
• [Presentation] P19細胞神経分化誘導初期に観察されるTal2遺伝子の転写機構 (2015)
  • Author(s): 小林隆信、森川雅行、鈴木雅代、喜納克仁、宮澤宏
  • Organizer: 日本薬学会 第135年会
  • Place of Presentation: 兵庫
  • Year and Date: 2015-03-25 – 2015-03-28
• [Presentation] REV1とDNAポリメラーゼζによるグアニン酸化損傷に対する損傷乗り越えDNA合成 (2014)
  • Author(s): 鈴木雅代、川田大周、森川雅行、小林隆信、宮澤宏、喜納克仁
  • Organizer: 日本環境変異原学会 第43回大会
  • Place of Presentation: 東京
  • Year and Date: 2014-12-04 – 2014-12-05
• [Presentation] REV1とDNA polymeraseζのグアニン酸化損傷に対する塩基の取り込み解析 (2014)
  • Author(s): 鈴木雅代、川田大周、喜納克仁、森川雅行、小林隆信、宮澤宏
  • Organizer: 日本分子生物学会 第37回年会
  • Place of Presentation: 神奈川
  • Year and Date: 2014-11-25 – 2014-11-27
• [Presentation] グアニン酸化損傷に対するDNAポリメラーゼκの損傷乗り越え反応 (2014)
  • Author(s): 川田大周、鈴木雅代、喜納克仁、森川雅行、小林隆信、宮澤宏
  • Organizer: 第53回日本薬学会 中四国支部学術大会
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2014-11-08 – 2014-11-09
• [Presentation] atRAによるTal2遺伝子の転写調節 (2014)
  • Author(s): 小林隆信、喜納克仁、森川雅行、鈴木雅代、宮澤宏
  • Organizer: 第53回日本薬学会 中四国支部学術大会
  • Place of Presentation: 広島
  • Year and Date: 2014-11-08 – 2014-11-09
• [Presentation] REV1を用いたグアニン酸化損傷に対する塩基取り込み解析 (2014)
  • Author(s): 鈴木雅代、川田大周、森川雅行、小林隆信、宮澤宏、喜納克仁
  • Organizer: 第36回日本光医学・光生物学会
  • Place of Presentation: 大阪
  • Year and Date: 2014-07-25 – 2014-07-26
• [Presentation] グアニン酸化損傷とグアニンの塩基対を含む二本鎖DNAの安定性 (2014)
  • Author(s): 鈴木雅代、喜納克仁、森川雅行、渡邊泰平、浅田恵理子、小林隆信、宮澤宏
  • Organizer: 日本薬学会第134年会
  • Place of Presentation: 熊本大学(熊本県熊本市)
• [Presentation] 4本鎖DNAにおけるグアニン光酸化生成物の解析 (2014)
  • Author(s): 森川雅行、大吉崇文、鈴木雅代、小林隆信、宮澤宏、喜納克仁
  • Organizer: 日本化学会 第94春季年会
  • Place of Presentation: 名古屋大学東山キャンパス(愛知県名古屋市)
• [Presentation] DNAポリメラーゼ中におけるグアニン酸化損傷とグアニンの塩基対安定性 (2013)
  • Author(s): 鈴木雅代、大槻和也、渡邊泰平、小林隆信、小森理絵、宮澤宏、喜納克仁
  • Organizer: 第35回日本光医学・光生物学会
  • Place of Presentation: アクトシティ浜松コングレスセンター(静岡県浜松市)
• [Presentation] DNAポリメラーゼを用いたグアニン酸化損傷を含む塩基対安定性の解析 (2013)
  • Author(s): 大槻和也、鈴木雅代、喜納克仁、渡邊泰平、小林隆信、宮澤宏
  • Organizer: 第52回日本薬学会中四国支部学術大会
  • Place of Presentation: 松山大学(愛媛県松山市)
• [Presentation] Y family DNAポリメラーゼ中におけるグアニン酸化損傷とグアニンの塩基対安定性 (2013)
  • Author(s): 渡邊泰平、鈴木雅代、喜納克仁、小林隆信、宮澤宏
  • Organizer: 第52回日本薬学会中四国支部学術大会
  • Place of Presentation: 松山大学(愛媛県松山市)
• [Presentation] The Calculated Stability of DNA Duplexes Containing an Oxidized Guanine Lesion Pairing with Guanine. (2013)
  • Author(s): Masayo Suzuki, Katsuhito Kino, Masayuki Morikawa, Taihei Watanabe, Eriko Asada, Takanobu Kobayashi, Hiroshi Mivazawa
  • Organizer: The 17th International Electronic Conference on Synthetic Organic Chemistry
  • Place of Presentation: Electronic Conference
• [Presentation] The calculated stability of DNA duplexes containing DNA damages pairing with guanine. (2013)
  • Author(s): Eriko Asada, Masayo Suzuki, Katsuhito Kino, Taihei Watanabe, Masayuki Morikawa, Takanobu Kobayashi, Hiroshi Miyazawa
  • Organizer: The 40th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2013
  • Place of Presentation: 神奈川大学(神奈川県横浜市)
• [Presentation] YファミリーDNAポリメラーゼによるグアニン酸化損傷に対する塩基の取り込み反応解析 (2013)
  • Author(s): 鈴木雅代、喜納克仁、渡邊泰平、浅田恵理子、森川雅行、小林隆信、宮澤宏
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
• [Presentation] 損傷乗り越え反応におけるグアニン酸化損傷を含む塩基対の影響 (2013)
  • Author(s): 渡邊泰平、鈴木雅代、喜納克仁、浅田恵理子、森川雅行、小林隆信、宮澤宏
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
• [Presentation] オキサゾロンとグアニンの塩基対を含む二本鎖DNAの安定性 (2013)
  • Author(s): 鈴木雅代、浅田恵理子、喜納克仁、渡邊泰平、森川雅行、小林隆信、宮澤宏
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
• [Presentation] 4本鎖DNAの形成により引き起こされるグアニン光酸化損傷の種類、および酸化位置の変化 (2013)
  • Author(s): 森川雅行、大吉崇文、鈴木雅代、小林隆信、宮澤宏、喜納克仁
  • Organizer: 化学フェスタ2013
  • Place of Presentation: タワーホール船堀(東京都江戸川区)
• [Presentation] Formation of a flavin-linked cysteine. (2013)
  • Author(s): Masayuki Morikawa, Takeshi Senda, Masayo Suzuki, Takanobu Kobayashi, Hiroshi Miyazawa, Katsuhito Kino
  • Organizer: The 17th International Electronic Conference on Synthetic Organic Chemistry
  • Place of Presentation: Electronic Conference
• [Presentation] Photooxidation of guanine in quadruplex DNA by UVA radiation with riboflavin. (2013)
  • Author(s): Masayuki Morikawa, Takanori Oyoshi, Masayo Suzuki, Takanobu Kobayashi, Hiroshi Miyazawa, Katsuhito Kino
  • Organizer: The 40th International Symposium on Nucleic Acids Chemistry 2013
  • Place of Presentation: 神奈川大学(神奈川県横浜市)
• [Presentation] 4本鎖DNAにおけるグアニン光酸化損傷の種類と位置の解析 (2013)
  • Author(s): 森川雅行、大吉崇文、鈴木雅代、小林隆信、宮澤宏、喜納克仁
  • Organizer: 環境変異原学会 第42回大会
  • Place of Presentation: 岡山コンベンションセンター(岡山県岡山市)
• [Presentation] 4本鎖DNA中におけるグアニン光酸化の解析 (2013)
  • Author(s): 森川雅行、喜納克仁、大吉崇文、鈴木雅代、小林隆信、宮澤宏
  • Organizer: 第36回日本分子生物学会
  • Place of Presentation: 神戸ポートアイランド(兵庫県神戸市)
• [Remarks] 徳島文理大学 香川薬学部 分子生物学講座
  • URL: http://kp.bunri-u.ac.jp/kph04/index.html
• [Remarks]
  • URL: http://kp.bunri-u.ac.jp/kph04/index.html