遺伝子欠損マウスを用いた自然突然変異の制御機構の解析

1999 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 11440222
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 研究機関: 福岡歯科大学
• 研究代表者: 関口 睦夫 福岡歯科大学, 歯学部, 教授 (00037342)
• 研究分担者: 下川 英俊 福岡歯科大学, 歯学部, 助手 (50122792) ; 真田 正幸 福岡歯科大学, 歯学部, 講師 (40084264)
• キーワード: 活性酸素 / 自然突然変異 / 遺伝子欠損マウス / 発がん / 遺伝子障害 / 大腸菌 / 遺伝子ターゲティング / MTH1

研究概要

我々は先に大腸菌モデル系を用いて、細胞内で生じる活性酸素によって遺伝子DNAが傷害をうけること、生物はそのような傷害を防ぐ機構をもつことを明かにした。そこで主役を演じる遺伝子mutTのホモログMTH1を哺乳動物より分離し、遺伝子ターゲティングの手法によるその遺伝子を欠くマウスを作製した。MTH1^<-1->マウスは外見上は正常であるが、生後1年6ヶ月で解剖して内部の臓器を調べたところ正常マウスに比し高い頻度で肝や肺に腫瘍がみられることがわかった。一方このマウスの細胞を分離してその自然突然変異頻度を調べると、その値は正常マウス由来の約2.5倍だった。しかしこの値は正常の大腸菌とmutT^-変異菌の差(約200倍)に比し著しく低いので,MTH1タンパクは確かに生体内で自然突然変異の抑制に働いてるが、この他にも同様な機能をもつ酵素が存在することを示唆した。このような酵素のcDNAを分離するため、MTH1欠損マウスよりcDNAライブラリーを作製し、それを大腸菌mutT^-株中で大量発現させることによって同様な機能をもつ遺伝子をスクリーニングした。これまでに異なるDNAをもついくつかのクローンを分離することができたので、これらのクローン中のcDNAの解析を行っている。高等生物はさらにDNAに障害をもつ細胞をアポトーシスによって積極的に排除するメカニズムをもっていると考えられるので、MTH1MLH1二重欠損マウスを作製して検討を行っている。

研究成果

• [文献書誌] H.Hayakawa: "Metabolic fate of oxidized guanine ribonucleotides in mammalian cells."Biochemistry. 38. 3610-3614 (1999)
• [文献書誌] H.Oda: "Multi-forms of human MTH1 polypeptides produced by alternative translation initiation and single nucleotide polymorphism."Nucl.Acids Res.. 27. 4335-4343 (1999)
• [文献書誌] Y.Fujii: "Functional significance of the conserved residues for the 23 residue module among MTH1 and MutT family proteins."J.Biol.Chem.. 274. 35251-38259 (1999)
• [文献書誌] R.Inoue: "Characterization of human polymorphic O-methylguanine-DNA methyltransferse."Pharmacogenetic. 10. 59-66 (2000)
• [文献書誌] H.Kawate: "A defect in a single allele of the Mlh1 gene causes dissociation of killing and tumorigenic action of an alkylating carcinogen in methyltransferase-deficient mice."Carcinogenesis. 21-2. 301-205 (2000)