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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、細胞核からの抽出液を用いて線状プラスミドDNAを基質とした、DNA鎖切断再結合の試験管内反応系を構築し、放射線照射した細胞でのDNA2本鎖切断修復を解析した。この反応系は、再結合反応の効率だけでなく、再結合時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、予め低線量の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、低線量放射線を予め照射することによって、DNA2本鎖切断の再結合反応の正確度が高くなることを示しており、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。再結合の誤りが生じたプラスミドDNAではすべて欠失突然変異が生じていたが、予め低線量照射をした場合の方が、前照射をしない場合に比べて、欠失領域は小さかった。このことも、低線量前照射による再結合の正確度の上昇を示すものと考えられる。欠失切断点の塩基配列を調べたところ、殆どすべてにおいて数塩基の短い反復配列があり、非相同的組替え機構がこの再結合反応に関与していることが明らかになった。他方、同様の解析をp53遺伝子欠損マウス由来の細胞を用いて行うと、低線量放射線の前照射の効果はなくなり、低線量照射の有無に関わらず、再結合反応の効率及び正確度ともに変わらなかった。したがって、低線量の放射線照射によって、非相同組替え機構を修飾する機能が誘導され、それはp53遺伝子産物によって制御されていることが明らかになった。
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