DT40細胞と酵母を用いた放射線誘発ゲノム不安定性の研究

• 研究課題/領域番号: 13878103
• 研究種目: 萌芽研究
• 配分区分: 補助金
• 研究分野: 環境影響評価(含放射線生物学)
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 丹羽 太貫 京都大学, 放射線生物研究センター, 教授 (80093293)
• 研究期間 (年度): 2001 – 2002
• 研究課題ステータス: 完了 (2002年度)
• 配分額: 2,000千円 (直接経費: 2,000千円); 2002年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円); 2001年度: 1,000千円 (直接経費: 1,000千円)
• キーワード: DT40 / Rad54 / Ku70 / 酵母 / Ade2 / ミトコンドリア不安定性 / 2次元電気泳動 / 放射線 / ゲノム不安定性 / 遅延突然変異 / ミニサテライト / Rad54ノックアウト細胞 / Ku70ノックアウト細胞

研究概要

DT40細胞より分離したDNAについてマウスミニサテライト配列Pc-1をプローブにしてSouthem解析を行ったところ、強くhybridizadonするバンドが見つかった。これをクローニングして配列を解析したところ、Pc-1にみられる反復配列であるGGGCAを繰り返し配列としてもつ部位と、これと1塩基異なる配列AGGCAの繰り返し部位からなるミニサテライト配列であることが明かになった。このニワトリDT40配列を指標にして放射線照射による突然変異誘発解析を行った。その結果、野生型DT40細胞では、照射により突然変異頻度が上昇することが明かになった。この突然変異生成にどの遺伝子が関与しているかを明かにする目的で、京都大学医学部武田俊一教授よりKu70欠損、Rad54欠損、Ku70/Rad54 2重欠損を分与いただいた。これらについて解析した結果、Rad54欠損株では放射線によるミニサテライト配列の突然変異が生じないことが示され、組換えの機構によりこの変異が生じることが示された。
酵母を用いた研究では、Ade2変異体を用いた。この変異体において、Ade2以外のAde関連遺伝子に突然変異が生じると、白色の細胞となる。そのため赤色のコロニーの中に白色のスポットをもつvariegatedコロニーではこの突然変異が遅延的に生じている可能性がある。X線を照射すると、遅延突然変異は相当の高頻度で生じることが明かになった。この遅延突然変異を示すクローンを分離して、様々な指標について解析したところ、遅延突然変異で生じた白色細胞ではAde関連遺伝子の突然変異ではなく、ミトコンドリアが脱落しているためであることが明かになった。すなわち、ミトコンドリアの不安定を見ていることになる。この不安定性を示す株について、広島の放射緑影響研究所で開発された2次元電気泳動注をもちいたゲノム解析を行ったところ、ゲノムの一部に突然変異を持つことが明らかになった。

研究成果

• [文献書誌] 丹羽太貫: "Bcl11b is required for differentiation and survival of αβ T lymphocytes"Nature Immunology. (in press).
• [文献書誌] 丹羽太貫: "Mapping of genetic modifiers of thymic lymphoma development in p53-knockout mice"Oncogene. 22. 1098-1102 (2003)
• [文献書誌] 丹羽太貫: "Homologous deletions and poit mutations of the Ritl/Ncl11b gene in γ-ray induced mouse thymic lymphomas"Biochem.Biophys.Res.Commu.. 301. 598-603 (2003)
• [文献書誌] 丹羽太貫: "Novel surveilance of the 53-depenent S checkpoint ensures chromosome damage repair and development of mouse embryos fertilized with X-irradiated sperm"Radiat.Res.. 158. 735-742 (2002)
• [文献書誌] 丹羽太貫: "Persistent induction of somatic reversions of the pink-eyed unstable mutation in F1 mice born to fathers irradiated at the spermatozoa stage"Radiat.Res.. 157. 661-667 (2002)
• [文献書誌] 丹羽太貫: "p53 dependent S phase damage checkpoint and pronuclear crosstalk in mouse zygotes with X-irradiated sperm"Mol.Cell.Biol.. 22. 2220-2228 (2002)
• [文献書誌] Shiraishi K, Niwa O et al.: "Persistent induction of somatic reversions of the pink-eyed unstable mutation in F1 miceborn to fathers' irradiated at the spermatozoa stage"Radiation Research. (in press).
• [文献書誌] Shimura K, Niwa O et al.: "p53 dependent S phase damage checkpoint and pronuclear crosstalk in mouse zygotes with X-irradiated sperm"Molecular and Cellular Biology. 22. 2220-2228 (2002)
• [文献書誌] Ohtaki M, Niwa O: "A mathematical model for radiation carcinogenesis with induction of genomic instability and cell death"Radiation Research. 56. 627-677 (2002)
• [文献書誌] Niwa O, Kominami R: "Untargeted mutation of the maternally derived mouse hypervariable minisatellite allele in F1 mice born to irradiated spermatozoa"Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 98. 1705-1710 (2001)
• [文献書誌] Saito Y, Niwa O et al.: "Genetic loci controlling susceptibility to g-ray-induced thymic lymphoma"Oncogene. 20. 5243-5247 (2001)
• [文献書誌] Taga M, Niwa O et al.: "Increased frequencies of gene and chromosome mutations after X-irradiation in mouse embryonal carcinoma cells transfected with the bcl-2 gene"Japan Journal of Cancer Research. 91. 994-1000 (2000)