2018 Fiscal Year Research-status Report
細胞集団における放射線誘発突然変異の頻度分布に関する研究
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17K20052
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
鹿園 直哉 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 関西光科学研究所 量子生命科学研究部, 部長(定常) (10354961)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
酒井 真理 群馬大学, 大学院医学系研究科, 助教 (70727338)
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| Project Period (FY) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| Keywords | 突然変異 / 放射線 / ミューテーター |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、放射線誘発突然変異が集団内で不均一に起こりうる可能性に着目し、細胞一つ一つの生理状態と突然変異の関係性を明らかにすることを狙う。本研究では、まず細胞に放射線を照射した後の生理状態が細胞の生存や突然変異にどのように関わるかに迫りたいと考えている。具体的には、細胞増殖が速く解析結果が早く得られるモデル生物の大腸菌を用い、放射線照射後の生理状態の突然変異への影響や、影響がある場合どのようなメカニズムでその影響が生じるのかの解明を目指して研究を進める。
本年度は、大腸菌の放射線照射後の放射線効果、及び、照射後の培養条件が生物効果へどのように影響するのかを明らかにすることを目標に研究を行った。まず大腸菌野生型をX線照射した後固体最少培地で培養し、生存率とlacI遺伝子における突然変異頻度の線量依存性を明らかにした。さらに、X線照射後に2時間液体富栄養培地(LB培地)で培養後固体最少培地で培養すると、直接固体最少培地で培養した場合や照射後に16時間液体富栄養培地で培養した場合に比べ、照射後の生存率が高くなることを見出した。また、同様に突然変異頻度の変化を調べると、液体富栄養培地で2時間培養した場合には、直接固体最少培地での培養や16時間液体富栄養培地で培養した場合に比べ、lacI突然変異頻度が非常に高くなることが分かった。本研究で明らかになった培地依存的な放射線生物効果は、放射線照射後の細胞の生理状態の変化が致死や突然変異に強く影響する可能性を示唆している。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
野生型の大腸菌に対するX線照射効果を明らかにするとともに、放射線の生物効果が照射後の培養条件に依存することを見出した。このことは照射後の大腸菌の生理状態が突然変異誘発に深く関与することを示唆している。研究はおおむね順調に進展していると考えている。
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| Strategy for Future Research Activity |
放射線突然変異誘発の照射後の培地依存性の原因を詳しく調べるために、recAやlexAといった主要なDNA損傷応答遺伝子欠損株を用いて、どのような機構により現象が起因するかを明らかにする。また、この培地依存性が放射線の線質に依存するかを明らかにするため、イオンビームの照射効果を調べる実験を開始する。
一方で、青白コロニーを用いて突然変異を可視化する系を確立し、mutator頻度を調べる実験系の構築を行う。さらに、開発した検出系を用いてX線誘発mutator頻度を調べる実験を進める。X線誘発mutator頻度の線量依存性を調べ、誘発された変異の分布に関する基礎的知見を得る予定である。
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| Causes of Carryover |
当初計画を効率的に進めた結果、物品費を節約できたため、未使用額が生じた。これにより、当初計画に追加して研究を実施し、本研究の目的をより精緻に達成することを図る。未使用額は、追加する実験に係る物品費として使用する。
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