2002 Fiscal Year Annual Research Report
マウス胚における放射線誘発ゲノム不安定性におけるp53遺伝子の役割
Project/Area Number |
02F00268
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Research Institution | Kyoto University |
Principal Investigator |
丹羽 太貫 京都大学, 放射線生物研究センター, 教授
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Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
ADIGA Satish Kumar 京都大学, 放射線生物研究センター, 外国人特別研究員
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Keywords | p53 / ATM / NBS / Sチェックポイント |
Research Abstract |
当放射線生物研究センター晩発効果研究部門では、照射した精子により受精したマウスにおける体細胞突然変異の解析を通じて、DNA損傷がゲノム不安定性を誘導し、これが長期にわたってpink-eyed unstable alleleの突然変異頻度を上昇させる現象を発見した(Shiraishi et al. Radiation Research 157,661-667,2002)。そして照射精子受精卵では、雌性前核と雄性前核との間でp53依存性のクロストークがあること、およびこれによりS期チェックポイントが誘発されることを明かにした(Shimura et al. Mol. Cell. Biol. 22,2220-2228,2002)。Adiga博士は、このp53依存性クロストークが胚発生にどのように関わっているかを明かにする研究を行った。系としては、放射線照射をした精子で卵子を受精させ、その後の発生過程を追跡して、経過を観察した。その結果、野生型p53遺伝子をもつ場合においては、初期発生は8細胞レベルまで正常に行われるが、それ以降に細胞分裂の遅れが始まる。また胚盤胞期において内細胞塊のなかで多くのアポトーシスが観察された。それにもかかわらず、着床は精子照射胚の全てで起こる。そして胎児発生は、線量に応じて抑制される。以上の結果は、胚の初期発生において細胞周期チェックポイントが8細胞期まではなく、さらにアポトーシスの機構が内細胞塊に分化した細胞でようやく機能しはじめることを示している。そしてこの2つの機構のどちらもtrophoectoderm細胞では機能しないので、着床が影響をうけることは無いと思われる。興味深い点として、精子のDNA損傷の影響がかくも遅れて発現することは、損傷の記憶が何らかの形で保たれていることを示すものである。p53欠損マウスでは受精卵期から機能するSチェックポイント機構が働かないため、4細胞期から8細胞期で卵割が停止し、着床はみられない。p21欠損マウスで同様の実験を行うと、放射線による精子照射の影響はよりマイルドであり、着床数・胎児数ともに線量に依存して低下する。 以上の研究は、初期胚細胞では、これまで酵母から哺乳動物まで保存されていると考えられていた細胞周期チェックポイント機構が、初期発生の細胞では機能しないことを意味している。まことに重要な発見である。
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Research Products
(6 results)
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[Publications] 丹羽太貫: "Bcl11b is required for differentiation and survival of αβ T lymphocytes"Nature Immunology. (in press).
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[Publications] 丹羽太貫: "Mapping of genetic modifiers of thymic lymphoma development in p53-knockout mice"Oncogene. 22. 1098-1102 (2003)
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[Publications] 丹羽太貫: "Homologous deletions and poit mutations of the Rit1/Ncl11b gene in γ-ray induced mouse thymic lymphomas"Biochem. Biophys. Res. Commu.. 301. 598-603 (2003)
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[Publications] 丹羽太貫: "Novel surveilance of the 53-depenent S checkpoint ensures chromosome damage repair and development of mouse embryos fertilized with X-irradiated sperm"Radiat. Res.. 158. 735-742 (2002)
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[Publications] 丹羽太貫: "Persistent induction of somatic reversions of the pink-eyed unstable mutation in F1 mice born to fathers irradiated at the spermatozoa stage"Radiat. Res.. 157. 661-667 (2002)
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[Publications] 丹羽太貫: "p53 dependent S phase damage checkpoint and pronuclear crosstalk in mouse zygotes with X-irradiated sperm"Mol. Cell. Biol.. 22. 2220-2228 (2002)