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卵子が持つ精子DNA損傷を修復する能力の分子機構の解明

研究課題

研究課題/領域番号 20H03254
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分44010:細胞生物学関連
研究機関九州大学

研究代表者

大野 みずき  九州大学, 医学研究院, 助教 (70380524)

研究分担者 日高 京子  北九州市立大学, 基盤教育センター, 教授 (00216681)
手島 康介  九州大学, 理学研究院, 教授 (20447593)
續 輝久  産業医科大学, 産業生態科学研究所, 訪問研究員 (40155429)
中津 可道  九州大学, 医学研究院, 准教授 (00207820)
作見 邦彦  九州大学, 生体防御医学研究所, 准教授 (50211933)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2024-03-31
研究課題ステータス 完了 (2023年度)
配分額 *注記
17,680千円 (直接経費: 13,600千円、間接経費: 4,080千円)
2023年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2022年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2021年度: 4,160千円 (直接経費: 3,200千円、間接経費: 960千円)
2020年度: 5,200千円 (直接経費: 4,000千円、間接経費: 1,200千円)
キーワード卵子DNA修復 / 次世代影響 / 精子DNA損傷 / 突然変異 / ゲノム維持 / 酸化DNA損傷 / DNA修復 / 卵子 / DNA損傷 / 配偶子ゲノム / 生殖細胞ゲノム変異 / 遺伝情報維持 / 生殖細胞ゲノム / ゲノム維持機構 / 継世代影響
研究開始時の研究の概要

老化や喫煙、放射線被ばくなどにより精子DNAには様々な「傷」が発生し、不妊や流産の原因となっている。本来健康な卵子には精子が持ち込んだDNA損傷を修復する能力があるが、その分子機構の詳細は明らかになっていない。この研究ではマウスを用いて「精子DNAのどのような傷が、卵子の持つどのような機構で、受精後にどのように修復されるのか」を実験的に明らかにする。本研究の成果は現在の生殖医療での種々の問題、例えば、世界的な少子化問題、医療放射線被ばく、宇宙環境での長期滞在での生殖細胞保護などへの解決策を見出すきっかけになることが見込まれるため学術的にも社会的にも意義が大きい。

研究成果の概要

DNA損傷を持つ精子が受精した場合、卵子のDNA修復能力に依存して生物学的な結果が異なる可能性がある。本研究では、種々のDNA 修復機構を欠損させたメスマウスと酸化剤投与後の野生型オスマウスを用いて「精子の酸化DNA損傷」と「卵子のDNA修復能力」が産仔へ及ぼす影響を解析した。その結果、母親がOgg1遺伝子欠損の場合にのみ酸化剤投与オスとの交配で産仔数の低下や不妊が見られた。OGG1は酸化グアニンの修復を行う塩基除去修復の酵素で、8-オキソグアニンを特異的に除去する。この結果から、精子DNAに誘発された酸化DNA損傷の受精後修復に卵子中のOGG1が重要であることが示唆された。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究の成果は現在のヒトの生殖医療での種々の課題の他、晩婚化に伴う少子化問題、医療放射線被ばくや宇宙環境での長期滞在での生殖細胞保護など、またヒト以外でも、畜産分野での優良種の維持保存や絶滅危惧種の保全など、各分野での重要な課題の解決策を見出す分子基盤になることが見込まれる。基礎生命科学分野においては、生物多様性を創出する生殖細胞変異の役割と意義を考察するための知見が得られることが期待でき、学術的にも社会的にも意義が大きい。

報告書

(5件)
  • 2023 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2022 実績報告書
  • 2021 実績報告書
  • 2020 実績報告書
  • 研究成果

    (40件)

すべて 2024 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (4件) (うち国際共著 1件、 査読あり 4件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (36件) (うち国際学会 10件、 招待講演 11件)

  • [雑誌論文] Oxidative stress accelerates intestinal tumorigenesis by enhancing 8-oxoguanine-mediated mutagenesis in MUTYH-deficient mice2024

    • 著者名/発表者名
      Ohno, M., N. Takano, K. Hidaka, F. Sasaki, K. Yamauchi, Y. Aoki, T. Nohmi, Y. Nakabeppu, Y. Nakatsu, T. Tsuzuki
    • 雑誌名

      Genome Research

      巻: 34 号: 1 ページ: 47-56

    • DOI

      10.1101/gr.278326.123

    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Endogenous ROS production in early differentiation state suppresses endoderm differentiation via transient FOXC1 expression2022

    • 著者名/発表者名
      Oka Sugako、Tsuzuki Teruhisa、Hidaka Masumi、Ohno Mizuki、Nakatsu Yoshimichi、Sekiguchi Mutsuo
    • 雑誌名

      Cell Death Discovery

      巻: 8 号: 1 ページ: 150-150

    • DOI

      10.1038/s41420-022-00961-2

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書 2021 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Characteristic mutations induced in the small intestine of Msh2-knockout gpt delta mice2021

    • 著者名/発表者名
      Aoki Yasunobu、Ohno Mizuki、Matsumoto Michiyo、Matsumoto Michi、Masumura Kenichi、Nohmi Takehiko、Tsuzuki Teruhisa
    • 雑誌名

      Genes and Environment

      巻: 43 号: 1 ページ: 27-27

    • DOI

      10.1186/s41021-021-00196-0

    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Oxidative-stress-driven in vivo mutagenesis induced by oral administration of potassium bromate in the small intestines of gpt delta mice2020

    • 著者名/発表者名
      Aoki Y, Taniguchi Y, Matsumoto M, Matsumoto M, Ohno M, Masumura K, Sasaki S, Tsuzuki T, Yamamoto M, Nohmi T
    • 雑誌名

      Mutation Research

      巻: 850-851 ページ: 503136-503136

    • DOI

      10.1016/j.mrgentox.2020.503136

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] 精子DNA損傷と卵子のDNA修復機構2023

    • 著者名/発表者名
      大野みずき
    • 学会等名
      日本臨床エンブリオロジスト学会第29回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Causes and mechanisms of de novo germline mutations2023

    • 著者名/発表者名
      Mizuki Ohno
    • 学会等名
      Biological Effects & Application of Radiation 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Oxidative Stress-Induced Mutagenesis and Tumorigenesis in MUTYH-Deficient Mice2023

    • 著者名/発表者名
      Noriko Takano, Kyoko Hidaka, Fumiko Sasaki, Kazumi Yamauchi, Yasunobu Aoki, Takehiko Nohmi, Yusaku Nakabeppu, Yoshimichi Nakatsu, Teruhisa Tsuzuki, Mizuki Ohno
    • 学会等名
      Biological Effects & Application of Radiation 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Toward a new risk assessment system for low-dose/low-dose-rate long exposure to radiation2023

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Gondo, Arikuni Uchimura, Manabu Yoneya, Satoshi Tanaka, Jun-Ichiro Komura, Minoru Kimura, Mizuki Ohno, Hiroshi Toki, Masako Bando, Yuichi Tsunoyama, Yoshihisa Matsumoto, Hisaji Maki, Yoshiya Shimada
    • 学会等名
      Biological Effects & Application of Radiation 2024
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 家族性大腸がんモデルマウスを用いた腫瘍発生数の線量率応答解析2023

    • 著者名/発表者名
      藤通 有希 、星 裕子 、大野 みずき 、冨田 雅典
    • 学会等名
      放射線影響学会第66回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Effect of Cs-137 internal exposure on mutagenesis and tumorigenesis in mice intestines2023

    • 著者名/発表者名
      Mizuki Ohno, Hiroshi Ishihara, Hiroo Nakajima
    • 学会等名
      放射線影響学会第66回大会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] The biological response to internal and external exposure to cesium-137 may be different even at equivalent doses2023

    • 著者名/発表者名
      Hiroo Nakajima, Mizuki Ohno, Noriko Takano, Satoru Endo, Hiroshi Ishihara
    • 学会等名
      International Commission on Radiological Protection (ICRP)
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] De novo germline mutation rate and spectra in DNA repair-deficient mice lines2023

    • 著者名/発表者名
      Mizuki Ohno, Noriko Takano, Kyoko Hidaka, Teruhisa Tsuzuki
    • 学会等名
      XXIIIrd International Congress of Genetics
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Analysis of oxidative stress-induced somatic mutations in DNA mismatch repair-deficient mice2023

    • 著者名/発表者名
      Noriko Takano, Kyoko Hidaka, Fumiko Sasaki, Yoshimichi Nakatsu, Teruhisa Tsuzuki, Mizuki Ohno
    • 学会等名
      XXIIIrd International Congress of Genetics
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] rpsL-Tg/Msh2欠損マウスを用いた体細胞突然変異解析:NGS解析との比較2023

    • 著者名/発表者名
      鷹野典子、日高京子、青木康展、能美健彦、中津可道、續輝久、大野みずき
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Exploring Cardiac Aging-Associated Mutations Using DNA Repair-Deficient Mice2023

    • 著者名/発表者名
      Kyoko HIDAKA, Sugako OKA, Noriko TAKANO, Jong-Kook LEE, Mizuki OHNO
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] マウスを用いた生殖細胞変異の研究2023

    • 著者名/発表者名
      大野みずき
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] DNAミスマッチ修復欠損マウスの消化管における体細胞突然変異および酸化ストレス誘発体細胞突然変異の解析2023

    • 著者名/発表者名
      鷹野典子,日高京子,佐々木史子,中津可道,續輝久,大野みずき
    • 学会等名
      日本遺伝学会第95回
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] 生殖細胞ゲノム変異の頻度とスペクトルに影響するDNA修復因子2023

    • 著者名/発表者名
      大野みずき、鷹野典子、日髙京子
    • 学会等名
      日本遺伝学会第95回
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Impact of sperm DNA damage and oocyte-DNA repair ability on mouse reproduction2023

    • 著者名/発表者名
      佐々木史子、鷹野典子、日高京子、大野みずき
    • 学会等名
      日本分子生物学会大46回
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Oxidative stress increases Short Tandem Repeat (STR) instability in DNA mismatch repair-deficient mice genome2023

    • 著者名/発表者名
      鷹野典子、日高京子、佐々木史子、中津可道、續輝久、大野みずき
    • 学会等名
      日本分子生物学会大46回
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] Establishment of a human iPS cell-derived senescent cardiomyocyte model by regulating endogenous ROS production2023

    • 著者名/発表者名
      Sugako Oka, Li Jun, Wang Yuanli, Noriko Takano, Mizuki Ohno, Lee Jong-Kook, Kyoko Hidaka
    • 学会等名
      日本分子生物学会大46回
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
  • [学会発表] High-precision detection of de novo mutations and application to risk assessment for the low-dose-rate longtime exposure to radiation2023

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Gondo, Arikuni Uchimura, Manabu Yoneya, Satoshi Tanaka, Jun-Ichiro Komura, Minoru Kimura, Mizuki Ohno, Hiroshi Toki, Masako Bando, Yuichi Tsunoyama, Yoshihisa Matsumoto, Hisaji Maki, Yoshiya Shimada
    • 学会等名
      第14回国際ゲノム会議
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] A multidisciplinary challenge to assess the next-generation risks of low-dose-rate long-term gamma-ray exposure by whole-genome sequencing in the mouse model2023

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Gondo, Arikuni Uchimura, Manabu Yoneya, Satoshi Tanaka, Jun-Ichiro Komura, Minoru Kimura, Mizuki Ohno, Hiroshi Toki, Masako Bando, Yuichi Tsunoyama, Yoshihisa Matsumoto, Hisaji Maki, Yoshiya Shimada
    • 学会等名
      International Commission on Radiological Protection Symposium
    • 関連する報告書
      2023 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Analysis of De novo Germline Mutations in DNA Repair Deficient Mice Lines2022

    • 著者名/発表者名
      Mizuki Ohno
    • 学会等名
      13th International Conference on Environmental Mutagens (ICEM2022)
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Effect of Cs-137 internal exposure on mutagenesis and tumorigenesis in mice intestines2022

    • 著者名/発表者名
      Mizuki Ohno, Hiroshi Ishihara, Hiroo Nakajima
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第65回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] Expanded complete outbreeding method for the risk assessment of low-dose-rate long-exposure to gamma-ray in the mouse model2022

    • 著者名/発表者名
      Yoichi Gondo, Satoshi Tanaka, Jun-Ichiro Komura, Minoru Kimura, Mizuki Ohno, Yoshihisa Matsumoto, Hisaji Maki
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第65回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 137Cs の低線量内部被曝による抗腫瘍性免疫サイトカインの増加2022

    • 著者名/発表者名
      中島 裕夫、大野 みずき、石原 弘、宇野 賀津子
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第65回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 7 Simultaneous sensitive quantification methodology of γH2ax-positive cells and DNA damage-induced RNAs induced by low-dose radiation in white blood cells of mouse2022

    • 著者名/発表者名
      田中 泉、石原 弘、中島 裕夫、大野 みずき、田中 美香、 横地 和子、上原 章寛、武田 志乃
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第65回大会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 6 Impact of endogenous oxidative DNA damage on germline mutations: study from repair-deficient mice2022

    • 著者名/発表者名
      Mizuki OHNO, Noriko TAKANO, Fumiko SASAKI, Kyoko HIDAKA
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 生殖細胞変異検出のためのパイプライン - 酸化DNA損傷修復欠損マウスを用いて2022

    • 著者名/発表者名
      日高京子、鷹野典子、佐々木史子、大野みずき
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Impact of sperm DNA damage and oocyte DNA repair ability on mouse reproduction2022

    • 著者名/発表者名
      Fumiko Sasaki, Kyoko Hidaka, Noriko Takano, Mizuki Ohno
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] 分化初期の酸化ストレスが細胞運命を変えるメカニズム2022

    • 著者名/発表者名
      岡素雅子、續輝久、日高真純、大野みずき、中津可道、関口睦夫
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
  • [学会発表] Analysis of De novo Germline Mutations in DNA Repair Deficient Mice Lines2022

    • 著者名/発表者名
      Mizuki Ohno
    • 学会等名
      13th International Conference on Environmental Mutagens
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] rpsLトランスジェニックマウスを用いたセシウム137の慢性的内部被ばくによる体細胞突然変異の解析2021

    • 著者名/発表者名
      大野 みずき, 鷹野 典子, 中島 裕夫, 石原 弘, 中津 可道, 續 輝久
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] de novo Germline Mutation の頻度とスペクトルに影響する因子2021

    • 著者名/発表者名
      大野みずき、鷹野典子、日高京子
    • 学会等名
      日本遺伝学会第93回大会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] マウスにおけるセシウム137の低線量内部被ばくによる抗腫瘍免疫反応2021

    • 著者名/発表者名
      中島 裕夫, 宇野 賀津子, 大野 みずき, 石原 弘, 續 輝久, 米倉 義晴
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] 暗期におけるアルキル化剤による小核誘発の増加はミスマッチ修復機構が関与する2021

    • 著者名/発表者名
      伊藤 圭一, 益森 勝志, 大野 みずき, 續 輝久, 下位 香代子
    • 学会等名
      日本環境変異原ゲノム学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] ミスマッチ修復欠損条件下でgpt deltaマウス小腸に誘発される特徴的突然変異2021

    • 著者名/発表者名
      青木 康展, 大野 みずき, 松本 みちよ, 松本 理, 増村 健一, 能美 健彦, 續 輝久
    • 学会等名
      日本環境異原ゲノム学会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書 2020 実績報告書
  • [学会発表] psLトランスジェニックマウスを用いたセシウム137の慢性的内部被ばくによる体細胞突然変異の解析2021

    • 著者名/発表者名
      大野 みずき, 鷹野 典子, 中島 裕夫, 石原 弘, 中津 可道, 續 輝久
    • 学会等名
      日本環境異原ゲノム学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 生殖細胞での突然変異率と変異スペクトルに影響する因子は何か?2020

    • 著者名/発表者名
      大野みずき
    • 学会等名
      日本遺伝学会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 招待講演

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2025-01-30  

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