ミトコンドリアゲノムの維持と発がん防御

2000 年度 実績報告書

• 研究課題/領域番号: 12213106
• 研究機関: 九州大学
• 研究代表者: 康 東天 九州大学, 大学院・医学研究院, 助教授 (80214716)
• キーワード: ミトコンドリアDNA / DNA複製 / DNA酸化障害 / DNA修復 / 発がん

研究概要

ミトコンドリアDNAの酸化障害と発がん
DNA酸化障害の最も代表的な指標は酸化型グアニン塩基8-oxo-guanine(8-oxoG)である。現在、電気化学発光やマススペクトロメトリーを用いた方法が用いられているが、この方法では遺伝子特異的なDNA酸化障害を評価できない。大腸菌のMutMおよびMutYはそれぞれC:8-oxoGおよびA:8-oxoGを切断し、5′側に燐酸基を持つ断端を作りだす。そこで、目的の遺伝子に特異的なプライマーを設計し、このMutMおよびMutYで切断されたDNA鎖をLMPCR法で増幅することで遺伝子特異的なDNA酸化障害を評価を試みた。この方法により、ミトコンドリアDNAでは8-oxoGはC:8-oxoGではなく、A:8-oxoGの形で蓄積しているとの結果を得た。また、ミトコンドリアDNA酸化障害が関係することが知られているパーキンソン病患者においても、酸化型dGTPである8-oxo-dGTPを加水分解する8-oxo-dGTPaseである大腸菌MutTのヒトホモローグhMTH1が過剰発現していること、また、心不全モデルでも、ミトコンドリアおける活性酸素産生とミトコンドリアDNAの障害ならびにMTH1の過剰発現を見いだした。これらは、活性酸素による慢性的な酸化ストレスでは、ミトコンドリアDNAの障害が重要な病態であることとMTH1がDNA酸化障害防御における重要性を示唆している。
ミトコンドリアDNAの酸化障害評価法とミトコンドリアDNA複製速度評価法の確立にほぼ成功した。本研究助成によって得られた知見と方法により、今後、ミトコンドリアDNA酸化障害やミトコンドリアDNA異常と発がん防御との関係をさらに明らかにすることが可能になると考えている。

研究成果

• [文献書誌] Ohno,T. et al: "Binding of human mitochondrial transcription factor A, an HMG box protein, to a four-way DNA junction"Biochem.Biophys.Res.Commun.. 271. 492-498 (2000)
• [文献書誌] Miyako,K. et al.: "Accumulation of adenine DNA glycosylase-sensitive sites in human mitochondrial DNA"J.Biol.Chem.. 275. 12326-12300 (2000)
• [文献書誌] Umeda,S. et al.: "The D-loop structure of human mitochondrial DNA is destabilized directly by 1-methyl-4-phenylpyridinium ion (MPP+), a parkinsonism-causing toxin"Eur.J.Biochem.. 267. 200-206 (2000)
• [文献書誌] Soltys,B.J. et al.: "Localization of P32 protein (gC1q-R) in mitochondria ant at specific extramitochondrial locations in normal tissues"Histochem.Cell.Biol.. 114. 245-255 (2000)
• [文献書誌] Ide,T. et al.: "Mitochondrial DNA damage and dysfunction associated with oxidative stress in failing hearts following myocardial infarction"Circ.Res.. (in press).
• [文献書誌] 康東天: "ミトコンドリアゲノムの維持と疾患"福岡医学雑誌. 44. 284-290 (2000)
• [文献書誌] Kang D.: "Experimental Protocols for Reactive Oxygen and Nitrogen Species"Oxford University Press. 10 (2000)