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細胞に低線量の放射線を予め照射すると、その後の高線量放射線の照射に対して染色体異常や突然変異誘発、細胞死などが抵抗性になる放射線適応応答と呼ばれる現象がある。この放射線適応応答の分子機構を探るために、放射線照射した細胞でのDNA2本鎖切断修復の解析を行った。DNA鎖切断の再結合反応を解析するために、細胞核からの抽出液を用いた試験管内反応系を構築した。この反応系は、制限酵素処理によって2本鎖切断を導入した線状プラスミドDNAを基質とし、これに細胞核の抽出液を加えて修復反応を行わせ、その反応生成物を解析するものである。再結合反応の効率を解析することができるだけでなく、用いるプラスミドにはDNA配列の変化を検出するマーカーがあるため、再結合反応の誤りの頻度も検出することができる。マウス培養細胞株m5Sでは、予め低線量放射線を照射すると、照射されていない細胞に比べてその後の高線量照射に対して再結合反応の効率は高く、しかも再結合時の誤りは少なかった。この結果は、細胞レベルで見られる染色体異常や突然変異誘発の結果とよく合致するものである。再結合の誤りによる変異プラスミドの塩基配列を解析したところ、全て欠失突然変異によるものであり、非相同的組換え機構がここで見られる再結合反応に関与していることが明らかになった。従って、低線量の放射線照射によって、非相同組換え機構を修飾する機能が誘導され、再結合反応の効率および正確度を変えているものと考えられる。
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