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放射線の遺伝影響研究を目的として、マウス精原細胞の染色体に構造変異を持ち込む

研究課題

研究課題/領域番号 20K12179
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
審査区分 小区分63020:放射線影響関連
研究機関公益財団法人放射線影響研究所

研究代表者

野田 朝男  公益財団法人放射線影響研究所, 分子生物科学部, 部長 (40294227)

研究分担者 濱崎 幹也  公益財団法人放射線影響研究所, 分子生物科学部, 研究員 (80443597)
研究期間 (年度) 2020-04-01 – 2023-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2022年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2021年度: 1,300千円 (直接経費: 1,000千円、間接経費: 300千円)
2020年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワード放射線 / 突然変異 / 生殖細胞変異 / 遺伝子編集 / 染色体構造変異 / CRISPR/Cas9 / 精原細胞 / 放射線被曝 / ゲノム / 精原幹細胞 / 遺伝影響
研究開始時の研究の概要

放射線誘発性の突然変異の特徴である染色体構造変異はどれくらいの効率で次世代に伝わるのか?この問題を解明するため、本研究では培養可能なマウス精原幹細胞に人工的に染色体の構造変異を導入する方法を開発する。具体的には遺伝子編集技術を応用してメガbpサイズの欠失や逆位、あるいは染色体間の相互転座を任意の位置に人為的に作成する実験系を完成させる。作成された精原細胞を雄マウス精巣に移植し、精子形成過程及び次世代への継承について検証する。本研究により、放射線の遺伝影響に対する理解を深める。

研究成果の概要

放射線被ばくで生じる特徴的な突然変異を想定した人工的な染色体構造変異体を作成し、これらの次世代継承の有無を検討する予備実験として、培養細胞レベルにて染色体構造変異の作成を試みた。これは、CRISPR/Cas9を用いた遺伝子編集システムの応用であり、マウス染色体の特定部位に二重鎖切断を2個生じさせ、非相同末端結合(NHEJ)によりその間の欠失変異を作成するというものである。今回、100 bpから1 Mbpにわたる広範な人工的欠失を作成する事が可能となった。また、人工的な染色体転座の作成も試みた。

研究成果の学術的意義や社会的意義

放射線被ばくの遺伝的影響は生殖系列細胞に生じる突然変異に起因する。どのようなタイプの突然変異がどれくらいの効率で次世代に伝わるか、これまで明らかになっていない。体細胞とは異なり、生殖系列細胞には減数分裂チェックポイントや受精および初期発生という関門があり、これをくぐり抜けた細胞のみが次世代へと伝わる。生体内のそれぞれの過程で、染色体構造変異を持つ細胞がどのように取り扱われるのか、本研究はその検証システム作成を目指すものであり、生殖細胞被ばくのリスク推定の礎となると期待する。

報告書

(4件)
  • 2022 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2021 実施状況報告書
  • 2020 実施状況報告書
  • 研究成果

    (14件)

すべて 2023 2022 2021 2020

すべて 雑誌論文 (7件) (うち国際共著 1件、 査読あり 7件、 オープンアクセス 4件) 学会発表 (7件) (うち国際学会 2件、 招待講演 2件)

  • [雑誌論文] ATM-dependent phosphorylation of CHD7 regulates morphogenesis-coupled DSB stress response in fetal radiation exposure2023

    • 著者名/発表者名
      Noda A, Muramoto K, Mishima S.
    • 雑誌名

      Molecular Biology of the Cell

      巻: 34 号: 5

    • DOI

      10.1091/mbc.e22-10-0450

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Translocations are induced in hematopoietic stem cells after irradiation of fetal mice.2023

    • 著者名/発表者名
      Hamasaki K, Matsumoto T, Cologne J, Mukai M, Kodama Y, Noda A, Nakamura N.
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: 64 号: 1 ページ: 99-104

    • DOI

      10.1093/jrr/rrac078

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] The Association of Radiation Exposure with Stable Chromosome Aberrations in Atomic Bomb Survivors Based on DS02R1 Dosimetry and FISH Methods2023

    • 著者名/発表者名
      Richard Sposto, Kismet A. Cordova, Kanya Hamasaki, Nori Nakamura, Asao Noda, Yoshiaki Kodama
    • 雑誌名

      Radiation Research

      巻: 199 号: 2 ページ: 170-181

    • DOI

      10.1667/rade-22-00154.1

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Massive expansion of multiple clones in the mouse hematopoietic system long after whole-body X-irradiation.2022

    • 著者名/発表者名
      Yoshida K, Satoh Y, Uchimura A, Misumi M, Kyoizumi S, Taga M, Matsuda Y, Noda A, Kusunoki Y.
    • 雑誌名

      Scientific Reports

      巻: 12 号: 1 ページ: 17276-17276

    • DOI

      10.1038/s41598-022-21621-6

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] ゲノム変異シグナチャーから放射線分子影響を紐解く:遺伝子改変マウスによるin vivo 突然変異解析2022

    • 著者名/発表者名
      野田朝男、中村典
    • 雑誌名

      放射線生物研究

      巻: 57 ページ: 192-201

    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] これからの放影研での被爆者ゲノム研究2022

    • 著者名/発表者名
      野田朝男
    • 雑誌名

      広島医学

      巻: 75 ページ: 173-177

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Ethical, legal, and social implications of human genome studies in radiation research: A workshop report for studies on atomic bomb survivors at Radiation Effects Research Foundation2021

    • 著者名/発表者名
      Asao Noda, Kazuto Kato, Chieko Tamura, Leslie G. Biesecker, Misa Imaizumi, Yusuke Inoue, Gail E. Henderson, Benjamin Wilfond, Kaori Muto, Mariko Naito, and Junji Kayukawa
    • 雑誌名

      Journal of Radiation Research

      巻: - 号: 4 ページ: 656-661

    • DOI

      10.1093/jrr/rrab043

    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書 2020 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] ATM-dependent phosphorylation of CHD7 regulates morphogenesis-coupled DSB stress response in fetal radiation exposure2023

    • 著者名/発表者名
      Asao Noda, Kaori Muramoto, and Shuji Mishima
    • 学会等名
      19th Ataxia-Telangiectasia Workshop
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Role of CHD7 in radiation-induced fetal malformations.2022

    • 著者名/発表者名
      Noda A, Muramoto K, Mishima S.
    • 学会等名
      Joint Meeting of the American Society for Cell Biology 2022 & European Molecular Biology Organization 2022
    • 関連する報告書
      2022 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Genome-wide analysis of the hereditary effects of radiation.2022

    • 著者名/発表者名
      Uchimura A, Satoh Y, Noda A.
    • 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] Frequencies and characteristics of somatic mutations induced by X-irradiation in mouse hematopoietic stem cells.2022

    • 著者名/発表者名
      Matsuda Y, Uchimura A, Satoh Y, Kato N, Toshishige M, Kajimura J, Kubo Y, Yamaoka M, Hamasaki K, Yoshida K, Noda A, Tanabe O.
    • 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] Future genome studies on atomic bomb survivors and their offspring at RERF2021

    • 著者名/発表者名
      野田朝男
    • 学会等名
      The 61st Late A-bomb Effects Research Meeting
    • 関連する報告書
      2021 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 原爆被爆二世における遺伝的影響とがん2020

    • 著者名/発表者名
      野田朝男
    • 学会等名
      日本癌学会第79回学術総会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
    • 招待講演
  • [学会発表] 放射線照射マウスでのクローン造血と血液細胞プロファイルの予備研究2020

    • 著者名/発表者名
      吉田健吾、多賀正他尊、三角宗近、佐藤康成、内村有邦、野田朝男、楠洋一郎
    • 学会等名
      日本放射線影響学会第63回大会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書

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公開日: 2020-04-28   更新日: 2024-01-30  

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