活性酸素を生成する環境要因の同定とその防御に関する研究

1995 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 07263234
• 研究機関: 京都大学
• 研究代表者: 米井 修治 京都大学, 大学院・理学研究科, 助教授 (60093340)
• 研究分担者: 張 秋梅 京都大学, 大学院・理学研究科, 助手 (00260604)
• キーワード: 自然突然変異 / 環境変異原 / 活性酸素 / トランスバ-ジョン / シューテーター / SOD欠損 / 塩基置換 / SoxRS

研究概要

本研究ではまずGC-GCトランスバ-ジョンの自然発生頻度を特異的に増大させる大腸菌の変異株を分離する試みを行った。CC103はGC-CGの変化が起こった場合でのみLac^+に復帰する。この株からP-Gal、X-Galを含む最小培地上でパピ-レを多く産生するコロニーを選択した。得られたクローン(mutZと呼ぶ)は、次のような性質を示した。(1)パピ-レを産生するコロニーの頻度と、1週間から10日の培養後生じるLac^+のrevertantの頻度も親株のCC103に比較して顕著に増大した。(2)塩基置換の特異性について調べた結果から、この変異株ではAT-GC以外は他の塩基置換も増大させた。しかしGC-CG変異の頻度は高く、これらの性質から今までに分かっているどのmutatorとも異なっている。(3)スーパーオキサイド増産剤であるナオジオン誘発の突然変異頻度も僅かだが増大する。(4)このmutator locusの近くにmutY遺伝子が位置しているが、クローニングしたmutY遺伝子にはmutZの性質を相補できなかった。さらに、大腸菌の活性酸素に対する防御系および修復酵素の欠損に伴う塩基スペクトルの変化を、大腸菌CC101〜106株とそのsoxS、sodAsodB(SOD-defective)などの導入菌における自然突然変異の頻度を野生株と比較させた。自然突然変異でCC101-106とそのsoxS欠損株について塩基置換スペクトル上の大きな差は見られなかったが、メナジオンを加えてスーパーオキサイドを発生させると、CC103(GC-CGでのみLac^+にrevertする)でcoxS導入株の突然変異頻度が親株(CC103)よりもかなり高くなることが見られた。この事実は、SoxRS支配下の遺伝子産物がGC-CGトランスバ-ジョンを抑制していることを示唆している。

研究成果

• [文献書誌] Zhang QM,T Takemoto & S Yonei: "The sensitivity of three soi mutants of Escherichia coli to oxidizing agents" Environ.Mutagen Res.Comm.16. 397-402 (1995)
• [文献書誌] 米井脩治、張秋梅: "酸化的ストレスによる遺伝子発現とその調節" 環境変異原研究. 16. 345-355 (1995)
• [文献書誌] 張秋梅、米井脩治: "スーパーオキシド誘導性遺伝子とその発現制御" 放射線科学. 38. 46-50 (1995)
• [文献書誌] Zhang QM,Fujimoto & S Yonei: "Enzymatic repair of 5'-formyluracil DNA caused by ionizing radiation in cell extract from mouse liver" Int.J.Radiat.Biol.68. 603-607 (1995)
• [文献書誌] Zhang QM & S Yonei: "Molecular cloning and characterization of a new member of the soxRS regulon in Escherichia coli" J.Bacteriol.(in press).
• [文献書誌] Takemoto T, QM,Zhang & S Yonei: "In vivo evaluation of 3'-blocking damage in DNA as a mutagenic lesion caused by hydrogen peroxide in Escherichia coli" Mutat.Res.(in press).
• [文献書誌] 米井脩治、張秋梅: "活性酸素と医食同源-分子論的背景と医食の接点を求めて(井上正康編)" 共立出版(印刷中),