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2016 年度 実施状況報告書

Mitochondrial DNA deletions as a bioindicator of radiation exposure in papillary thyroid carcinoma

研究課題

研究課題/領域番号 16K09805
研究機関長崎大学

研究代表者

ログノビッチ タチアナ  長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 特任研究員 (30423643)

研究分担者 中沢 由華  長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 助教 (00533902)
サエンコ ウラジミール  長崎大学, 原爆後障害医療研究所, 准教授 (30343346)
研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
キーワードmtDNA / MiSeq NGS / mtDNA deletions
研究実績の概要

MtDNA is recognized to evolve 10-100 times faster than nuclear DNA due to the aggressive environment reach in oxygen species specific to mitochondrion, increased infidelity of mtDNA polymerase γ, slippage of mitochondrion systems of DNA repair, particulars of mtDNA structure, spatial proximity to mitochondrial membrane, and peculiarities of mtDNA replication and transcription. In our previous work we showed that in contrast to sporadic PTCs, a significant correlation between the prevalence of large-scale mtDNA deletions and relative mtDNA content was found in tumor tissues of radiation-associated PTCs. Additionally, using primary cultures of human thyrocytes exposed to ionizing radiation (IR) (from 0.5 to 5 Gy), we found a significant dose-dependent increase of mtDNA deletions, while mtDNA content did not change. Hence, IR can generate large-scale mtDNA deletions in thyrocytes after exposure, however we could not determine the particularities of deletions caused by IR.
Due to the availability of NGS, it was possible to detect sequence of each particular deletion of mtDNA arising as a result of irradiation.
Using MiSeq (Illumina) we already compared the mtDNA large-scale deletions in N (normal) and T (tumor) counterparts of radiation-induced PTCs from Belarus. In T counterparts we found significantly more deletions then in N counterparts.

現在までの達成度 (区分)
現在までの達成度 (区分)

2: おおむね順調に進展している

理由

During the research period we prepared many primary cultures of thyrocytes, exposed them to 0.01, 0.025, 0.05 and 0.1 Gy (low-dose IR) and 0.25, 0.5, 1, 2 and 5 Gy, allowed to recover for 48h before DNA extractions. Using 2 sets of overlapping primers and Prime STAR GXL DNA polymerase (Takara Bio) we will perform PCR to reach amplicon size of 9kb. We purified PCR products using NucleoSpin Gel and PCR Clean-up (Takara Bio) before preparing library for sequencing using MiSeq (Illumina).

今後の研究の推進方策

We plan to perform a comprehensive analysis of thyroid mtDNA deletions using MiSeq NGS (Illumina). Using the advantage and accuracy of NGS, we expect to discover radiation-specific mtDNA deletions in primary thyrocytes exposed to different doses (including low doses) of IR, and by comparing the patterns (size, localization in the mtDNA genome and sequence around breakpoints) of deletions in radiation-induced (post-Chernobyl) and sporadic PTCs in different age groups.

次年度使用額が生じた理由

The fund-consuming parts of the study during the last year included preparing primary cultures of thyrocytes, exposed them to IR, extraction the DNA and PCR amplification. All reagents for these methods were not expensive, that’s budget was not fully used.

次年度使用額の使用計画

In this year we plan to use almost all budget for performing NGS using MiSeq (Illumina).

備考

長崎大学原研医療
http://www-sdc.med.nagasaki-u.ac.jp/drms/

  • 研究成果

    (8件)

すべて 2017 2016

すべて 雑誌論文 (3件) (うち国際共著 2件、 査読あり 3件、 オープンアクセス 3件) 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Genotype Analyses in the Japanese and Belarusian Populations Reveal Independent Effects of rs965513 and rs1867277 but Do Not Support the Role of FOXE1 Polyalanine Tract Length in Conferring Risk for Papillary Thyroid Carcinoma.2017

    • 著者名/発表者名
      Nikitski AV, Rogounovitch TI, Bychkov A, Takahashi M, Yoshiura KI, Mitsutake N, Kawaguchi T, Matsuse M, Drozd VM, Demidchik Y, Nishihara E, Hirokawa M, Miyauchi A, Rubanovich AV, Matsuda F, Yamashita S, Saenko VA.
    • 雑誌名

      Thyroid

      巻: 27 ページ: 224-235.

    • DOI

      10.1089/thy.2015.0541

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [雑誌論文] Association between p53-binding protein 1 expression and genomic instability in oncocytic follicular adenoma in thyroid.2016

    • 著者名/発表者名
      Mussazhanova Z, Akazawa Y, Matsuda K, Shichijo K, Miura S, Otsubo R, Oikawa M, Yoshiura K, Mitsutake N, Rogounovitch T, Saenko V, Kozykenova Z, Zhetpisbaev B, Shabdarbaeva D, Sayakenov N, Amantayev B, Kondo H, Ito M, Nakashima M.
    • 雑誌名

      Endocr J

      巻: 63 ページ: 457-467

    • DOI

      10.1507/endocrj.EJ15-0629

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Targeted Foxe1 overexpression in mouse thyroid causes the development of multinodular goiter but does not promote carcinogenesis.2016

    • 著者名/発表者名
      Nikitski A, Saenko V, Shimamura M, Nakashima M, Matsuse M, Suzuki K, Rogounovitch T, Bogdanova T, Shibusawa N, Yamada M, Nagayama Y, Yamashita S, Mitsutake N.
    • 雑誌名

      Endocrinology

      巻: 157 ページ: 2182-2195

    • DOI

      10.1210/en.2015-2066

    • 査読あり / オープンアクセス / 国際共著
  • [学会発表] NOVEL RET/PTC REARRANGEMENT IDENTIFIED BY RNA-NGS IN A SPORADIC PEDIATRIC PTC2017

    • 著者名/発表者名
      Tatiana Rogounovitch, Vladimir Saenko, Svetlana Mankovskaya, Mikhail Frydman, Yuri Demidchik, Shunichi Yamashita
    • 学会等名
      The 12th Asia and Oceania Thyroid Association Congress
    • 発表場所
      Busan Lotte Hotel, Busan, Korea
    • 年月日
      2017-03-16 – 2017-03-19
    • 国際学会
  • [学会発表] Studies of molecular features of radiation-induced and sporadic papillary thyroid carcinomas2016

    • 著者名/発表者名
      タチアナログノビッチ
    • 学会等名
      第59回日本甲状腺学会学術集会
    • 発表場所
      虎ノ門ヒルズフォーラム (東京都・港区)
    • 年月日
      2016-11-03 – 2016-11-05
    • 招待講演
  • [学会発表] SNP association with risk for sporadic papillary thyroid carcinoma in Kazakh population2016

    • 著者名/発表者名
      Zhanna Mussazhanova 、Tatiana Rogounovitch 、Vladimir Saenko 、Ainur Krykpayeva 、Bayurzhan Azizov 、Mukhtar Tuleutayev 、 Maira Espenbetova 、山下 俊一 、中島 正洋
    • 学会等名
      第59回日本甲状腺学会学術集会
    • 発表場所
      虎ノ門ヒルズフォーラム (東京都・港区)
    • 年月日
      2016-11-03 – 2016-11-05
  • [学会発表] Novel RET/PTC rearrangement identified by RNA-NGS in a sporadic pediatric PTC2016

    • 著者名/発表者名
      ログノビッチ タチアな1, サエンコウラジミル, マンコブスカヤ スベトラナ, フリドマン ミハイル4, デミドチック ユリ, 山下俊一
    • 学会等名
      第89回日本内分泌学会学術総会
    • 発表場所
      国立京都国際会館 (京都府・京都市)
    • 年月日
      2016-04-21 – 2016-04-23
  • [学会発表] Genotype analyses in the Japanese and Belarusian populations reveal independent effects of rs965513 and rs1867277 but do not support the role of FOXE1 polyalanine tract length in conferring risk for papillary thyroid carcinoma2016

    • 著者名/発表者名
      ニキツキ アレクサンドル、サエンコ ウラジイミル、ログノビチ タチアナ、ビチコブ アンドレイ、高橋めい子、吉浦孝一郎、光武範吏、川口喬久、松瀬美智子、ドロズド ワレンチナ、デミドチック ユリ、 西原永潤、廣川満良、宮内昭、ルバのビッチ アレクサンドル、松田文彦、山下俊一
    • 学会等名
      第89回日本内分泌学会学術総会
    • 発表場所
      国立京都国際会館 (京都府・京都市)
    • 年月日
      2016-04-21 – 2016-04-23

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公開日: 2018-01-16  

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