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DNAは生体の一次遺伝情報を担う分子であるため、その損傷は突然変異やDNA合成阻害を引き起こし、細胞死や発癌が起こることが明かにされている。本研究では、損傷に起因するDNAのミクロ構造変化とその突然変異性・DNA合成阻害効果の関連を分子レベルで解明することを目的に以下の研究を行った。、
1.ミクロ構造変化を誘発するDNA損傷の同定に関しては、γ線及びセカンドメッセンジャーとして注目されている一酸化窒素(NO)によるDNA損傷を検討した。前者では、グアニンとアミノ酸(セリン)のアダクト、また、後者では、オキザノシンが生成することを明らかにした。
2.紫外融解曲線とCDスペクトルの測定に基づき、abasic site及びα-deoxyadenosine(α)を含む二重鎖DNAの熱力学的安定性と構造を検討した。さらに、αを含む二重鎖DNAついては分子力場計算により、構造モデルを構築した。その結果、abasic siteはDNAを局所的に不安定化させ構造を著しく変化させるのに対し、αの場合は、対合する塩基の種類によりDNAの安定性及び構造が異なることが明らかとなった。以上の結果は、次の3に述べるDNA損傷に対するDNAポリメラーゼの挙動と密接な関連があることが示された。
3.α及びabasic siteを導入したオリゴヌクレオチドをM13ベクターに組み込み、大腸菌にトランスフェクションし、得られたprogeny phageのトランスフェクション効率とシーケンスの解析を行った。αを含むM13ベクターのトランスフェクション効率は、正常なadenineを同じ位置に含むベクターのの約20%であった。この結果は、αが、正常な塩基と強いDNA合成阻害効果を示すabasic siteの中間の複製阻害効果をもつことを示している。また、シーケンスの解析の結果、abasic siteは主に塩基置換を誘発するのに対し、αは選択的に一塩基欠失を誘発し、その頻度は塩基配列に依存することが明らかとなった。
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