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2015 年度 実績報告書

環境ストレス感受性マウスを用いたde novo生殖細胞ゲノム変異の解析

研究課題

研究課題/領域番号 26281022
研究機関九州大学

研究代表者

大野 みずき  九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 助教 (70380524)

研究分担者 續 輝久  九州大学, 医学(系)研究科(研究院), 教授 (40155429)
研究期間 (年度) 2014-04-01 – 2017-03-31
キーワード生殖細胞変異 / 次世代影響 / DNA修復
研究実績の概要

野生型生物での自然突然変異率は極めて低いことからその検出は容易でなく、特に哺乳動物の世代当りの遺伝性変異の種類、頻度、誘発機構については未だ不明な点が多いためリスク評価の際の指標も定まらない。種々のゲノム変異を効率的に検出するシステムを構築するための基礎データが必要である事から、DNA修復機構を欠損したマウスの親仔サンプルを利用することで、変異の検出効率を上げ、誘発される点突然変異、挿入/欠失、マイクロサテライト不安定性、染色体構造変化など種々のゲノム変異の検出を試みた。当該年度はミスマッチDNA修復機構を欠損したマウスどうしを交配し、得られた子供とその親マウスのゲノムをシーケンスする事で、新規生殖細胞変異の検出と解析を行った。以下の具体的な内容を示す。
①ミスマッチDNA修復に必須のMSH2タンパク質をコードするMsh2遺伝子のノックアウトマウスどうしを交配し仔を得た。Msh2ノックアウトマウスの雌雄はともに生殖可能であるが、その仔は生後間もなく死亡する例がほとんどであった。
②Msh2遺伝子のノックアウトマウスの親子のゲノムDNAを用いてエクソームシーケンス(約50Mb)を行った。それぞれの個体でコールされた変異サイトについて、両親で検出されず仔でのみ検出された変異を「新規生殖細胞突然変異」の候補とした。さらにサンガーシーケンスにより再シーケンスしたところ、1家系あたり10カ所以上の一塩基置換が、また、その倍以上のマイクロサテライト配列の数の変異が新規生殖細胞突然変異と判定された。
これらの結果はミスマッチ修復機構を欠くと野生型の数十倍の自然突然変異が1世代で仔に新たに生じる事を、世界ではじめてマウスを用いた実験系で示す非常に重要な知見である。

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

当初の実験計画である「DNA修復欠損マウスの親子または家系の作製」の項目に関して、Msh2ノックアウトマウスどうしの交配により得られた仔は、次世代の交配が可能な週令まで生存しないため「家系」作成ができず、親仔トリオの解析を行ったという事情から「おおむね順調に進展している」を選択している。現在までにミスマッチ修復系の欠損により発生した新規生殖細胞変異の検出が可能で、この実験系が環境ストレスによる生殖細胞ゲノム変異の評価に利用できることを示した。

今後の研究の推進方策

次年度はさらに解析家系サンプル数を増やし、検出結果の信頼性を高めるとともに、個体や家系による差を解析する。また、親に酸化ストレス等の環境ストレスを与えた場合に、仔のゲノムに及ぼす影響を解析する。また、最終年度はエクソームシーケンスと並行してマウス全ゲノムシーケンスを行い、ゲノムワイドな新規生殖細胞変異の頻度やスペクトルをあわせて解析する予定である。

次年度使用額が生じた理由

受託解析に送付する予定であったサンプルが、解析に必要な品質に満たなかったため、再度調整しなおした事から当初の予定の日程よりも遅延し、H27年度内に決算ができなかったため、解析依頼を翌年度はじめに延期したため。

次年度使用額の使用計画

H27年度末に作製したサンプルの受託解析を、よていどおりH28年度はじめに行う。

  • 研究成果

    (12件)

すべて 2015

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 2件、 オープンアクセス 2件) 学会発表 (10件) (うち国際学会 2件、 招待講演 1件)

  • [雑誌論文] Germline mutation rates and the long-term phenotypic effects of mutation accumulation in wild-type laboratory mice and mutator mice2015

    • 著者名/発表者名
      Arikuni Uchimura, Mayumi Higuchi, Yohei Minakuchi, Mizuki Ohno, Atsushi Toyoda, Asao Fujiyama, Ikuo Miura, Shigeharu Wakana, Jo Nishino and Takeshi Yagi
    • 雑誌名

      Genome Research

      巻: 25 ページ: 1-10

    • DOI

      10.1101/gr.186148.114

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] PSMC5, a 19S Proteasomal ATPase, Regulates Cocaine Action in the Nucleus Accumbens2015

    • 著者名/発表者名
      Yoko H. Ohnishi, Yoshinori N. Ohnishi, Takanori Nakamura, Mizuki Ohno, Pamela J. Kennedy, Yasuyuki Ohkawa, Akinori Nishi, Rachael Neve, Teruhisa Tsuzuki, Eric J. Nestler
    • 雑誌名

      PLOS ONE

      巻: 10 ページ: e0126710.

    • DOI

      10.1371/journal.pone.0126710

    • 査読あり / オープンアクセス
  • [学会発表] MUTYH欠損マウスを用いた酸化ストレス誘発消化管がんと体細胞突然変異の解析2015

    • 著者名/発表者名
      鷹野典子, 大野 みずき, 佐々木史子, 山内一己, 中別府 雄作, 中津 可道, 續 輝久
    • 学会等名
      日本分子生物学会
    • 発表場所
      神戸
    • 年月日
      2015-12-01 – 2015-12-04
  • [学会発表] ミスマッチ修復欠損マウスにおける生殖細胞ゲノム変異の解析2015

    • 著者名/発表者名
      大野 みずき, 鷹野典子, 佐々木史子, 日高京子, 中津 可道, 續 輝久
    • 学会等名
      日本環境変異原学会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2015-11-27 – 2015-11-28
  • [学会発表] MUTYH欠損マウスを用いた酸化ストレス誘発消化管がんと体細胞突然変異の解析2015

    • 著者名/発表者名
      鷹野典子, 大野 みずき, 佐々木史子, 山内一己, 中別府 雄作, 中津 可道, 續 輝久
    • 学会等名
      日本環境変異原学会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2015-11-27 – 2015-11-28
  • [学会発表] Analysis of oxidative stress-induced intestinal tumors in Trp53-deficient mice2015

    • 著者名/発表者名
      Li Zan, 大野 みずき, 鷹野典子, 佐々木史子, 日高京子, 中津 可道, 續 輝久
    • 学会等名
      日本環境変異原学会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2015-11-27 – 2015-11-28
  • [学会発表] 生殖細胞自然突然変異の新規発生と変異アリールの伝達2015

    • 著者名/発表者名
      作見 邦彦, 大野 みずき, 古市 正人, 續 輝久, 中別府 雄作
    • 学会等名
      日本環境変異原学会
    • 発表場所
      福岡
    • 年月日
      2015-11-27 – 2015-11-28
  • [学会発表] 酸化ストレス誘発消化管発がんと突然変異の抑制におけるMUTYHの役割2015

    • 著者名/発表者名
      大野みずき, 鷹野 典子, 中津 可道, 中別府 雄作, 續 輝久
    • 学会等名
      第74回日本癌学会学術総会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-10-08 – 2015-10-10
  • [学会発表] Mth1, Ogg1, Mutyh 三重欠損マウス家系を用いた生殖細胞突然変異の解析2015

    • 著者名/発表者名
      作見 邦彦, 大野みずき, 権藤洋一, 續 輝久, 中別府 雄作
    • 学会等名
      第74回日本癌学会学術総会
    • 発表場所
      名古屋
    • 年月日
      2015-10-08 – 2015-10-10
  • [学会発表] 次世代ゲノム遺伝情報維持におけるミスマッチ修復の役割2015

    • 著者名/発表者名
      大野みずき, 鷹野典子, 佐々木史子, 中津 可道, 續 輝久
    • 学会等名
      日本遺伝学会
    • 発表場所
      仙台
    • 年月日
      2015-09-24 – 2015-09-26
  • [学会発表] Role of the oxidative DNA damage repair system in somatic and germline mutations in mice2015

    • 著者名/発表者名
      Mizuki Ohno, Noriko Takano, Kunihiko Sakumi, Ryutaro Fukumura, Yuki Iwasaki, Toshimichi Ikemura, Yoichi Gondo, Yusaku Nakabeppu, Yoshimichi Nakatsu, Teruhisa Tsuzuki
    • 学会等名
      Zing conference "Genome Integrity"
    • 発表場所
      Cairns, Australia
    • 年月日
      2015-07-31 – 2015-08-06
    • 国際学会 / 招待講演
  • [学会発表] Influence of oxidative DNA damage on the rate of somatic and germline mutation2015

    • 著者名/発表者名
      Ohno Mizuki, Takano Noriko, SAKUMI Kunihiko, Ryutaro Fukumura, Yuki Iwasaki, Toshimichi Ikemura, Yoichi Gondo, Yusaku Nakabeppu, Yoshimichi Nakatsu, Teruhisa Tsuzuki
    • 学会等名
      15th International Congress of Radiation Research
    • 発表場所
      Kyoto
    • 年月日
      2015-05-25 – 2015-05-29
    • 国際学会

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公開日: 2017-01-06  

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