突然変異増加の個体レベルでの生物学的意義の解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 15310031
• Research Category: Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 小野 哲也 東北大学, 大学院・医学系研究科, 教授 (00107509)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 中村 典 放射線影響研究所, 遺伝学部, 部長(研究職) (00010116) ; 上原 芳彦 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (30223499) ; 池畑 広伸 東北大学, 大学院・医学系研究科, 助手 (90250737)
• Keywords: ミスマッチ修復 / 突然変異 / lacZ / 生物学的意義 / マウス

Research Abstract

生体内での突然変異の増加は癌化や老化、細胞機能の低下につながる重要な要因と考えられているが、近年開発されたDNAミスマッチ修復欠損マウスでは高い突然変異を示すにもかかわらず、一部の組織での癌化以外、特段の影響がみられていない。本研究ではこのマウスを用い、突然変異増加と細胞、組織レベルでの変化の相関性を詳細に調べ、突然変異の生物学的意義の解明を目指す。本年度は、Mlh-1(+/-)マウスとlacZ(+)マウスとの2代にわたる交配によりMlh-1(-/-)・lacZ(+)、Mlh-1(+/-)・lacZ、Mlh-1(+/+)・lacZマウスを作成し、胎令12日と新生仔期での突然変異頻度、変異体の分子特性、組織像、アポトーシスについて解析した。その結果、胎仔期でも新生仔期でも(-/-)マウスは(+/+)及び(+/-)マウスの8〜15倍高い突然変異頻度を示し、その変異体の特性は繰り返し塩基配列でのDNAポリメラーゼのスリップによるものと思われるものが多かった。他方、組織像とアポトーシス頻度に関しては(-/-)マウスと(+/-)マウス、(+/+)マウスとの間に明確な差はみられなかった。これらのことは、Mlh-1遺伝子が胎令初期から機能していること、その遺伝子が欠損すると胎令12日ですでにDNAミスマッチ修復欠損に由来する高い突然変異を示すこと、この高い変異頻度にもかかわらず、細胞、組織レベルでは特に異常は見いだせないことを示している。今後は臓器による違いがないかどうか、また老化に伴う変化はどのようなものかについて突然変異と細胞、組織の両面から探ることにより、組織依存性と時間依存性という観点からの解析を進めたい。

Research Products

• [Publications] Hironobu Ikehata: "Analysis of mutations spectra in UVB-exposed mouse skin epidermis and dermis : Frequent occurrence of C->T transition at methylated CpG-associated dipyrimidine sites"Environmental and Molecular Mutagenesis. 41(3). 280-292 (2003)
• [Publications] Yuki Nagata: "X-ray-induced mutations in Escherichia coli K-12 strains with altered DNA polymerase I activities"Mutation Research. 528. 93-103 (2003)
• [Publications] Tetsuya Ono: "Molecular nature of mutations induced by irradiation with repeated low doses of X-rays in spleen, liver, brain and testis of lacZ-transgenic mice"International Journal of Radiation Biology. 79(8). 635-641 (2003)
• [Publications] Hironobu Ikehata: "UVA induces C->T transitions at methyl-CpG-associated dipyrimidine sites in mouse skin epidermis more frequently than UVB"Mutagenesis. 18(6). 511-519 (2003)
• [Publications] Minako Nakano: "Estimating the number of hematopoietic or lymphoid stem cells giving rise to clonal chromosome aberrations in blood T lymphocytes"Radiation Research. 161(3). 273-281 (2004)
• [Publications] Nori Nakamura: "Prediction of clonal chromosome, aberration frequency in human blood lymphocytes"Radiation Research. 161(3). 282-289 (2004)