2019 Fiscal Year Research-status Report
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19K22256
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| Research Institution | Osaka University |
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Principal Investigator |
川井 清彦 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (50314422)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
小阪田 泰子 大阪大学, 産業科学研究所, 准教授 (00579245)
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| Project Period (FY) |
2019-06-28 – 2021-03-31
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| Keywords | アルコール / アセトアルデヒド / 1分子計測 / DNA / 次世代シークエンサー |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究では、百薬の長とよばれ我々の人生を豊にしている一方、国際がん研究機関より、ベンゼンなどと同じ「G1: ヒトに対する発がん性がある」に分類されているアルコールの摂取により過渡的に体内に生じる核酸付加体“N2-ethylidene-G (ethG)”の形成に迫る。ethGによる変異は、複製の際にグアニン(G)鋳型に対して本来取り込まれるべきシトシン(C)以外が取り込まれ遺伝情報が書き換えられることにより引き起こされ、発ガン、老化の原因となることが示唆されている。ethGは、アルコール代謝物であるアセトアルデヒドとGが反応することにより生じるが、不安定で寿命が短く、生理的条件のアルデヒド濃度における生成量などの詳細は不明であった。本研究では、網羅的な1分子蛍光観測が可能である、PacBio社製次世代シークエンサー(RSII+)を用いて、生理条件下でのDNA配列上でのethGの定量、その寿命や、会合定数、塩基対形成能を調べることを目的とした。2019年度の研究では、研究協力者イェンス・ソーベック博士（スイスチューリッヒ大学）の協力のもと、RSII+を用いたアルデヒド存在下におけるethGの生成の観測を試みた。mMオーダーの比較的高濃度のアセトアルデヒド存在下において、カギとなるethGの形成をDNA上で一分子観測したことを示唆する結果が得られた。また、ethGがGへと戻る過程も観測され、ethGの寿命や、会合定数を決定できることを示唆する結果を得た。また、アスコルビン酸等による還元を経て生成する安定なN2-ethyl-dGについても1分子観測し、塩基対形成能に関してはdGと比較的近い挙動を示す結果が得られた。
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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
2019年は、mMオーダーの比較的高濃度のアセトアルデヒド存在下ではあるものの、カギとなるethGの形成をDNA上で一分子観測したことを示唆するデータの取得に成功した。また、ethGがGへと戻る過程も観測され、ethGの寿命や、会合定数を決定できることを示唆する結果を得た。しかしながら、新型コロナウイルスの拡散ため、RSII+測定を依頼しているスイスチューリッヒ大学のイェンス・ソーベック博士の元を訪問することができず、意思疎通に時間を要するなどしたため、おおむね順調に推移していると評価した。
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| Strategy for Future Research Activity |
22019年は、mMオーダーの比較的高濃度のアセトアルデヒド存在下におけるethGの生成の観測に成功した。飲酒後の血中アセトアルデヒド濃度は、ビール500 mL 2本のアルコール量を酒に強いとされるALDH2*1/*1遺伝子型の成人男子が摂取した場合10 μM程度と報告されており（Alc. Clinic. Exp. Res. 38 (2014) 1502.）2020年は、生理条件下での測定を達成する。1回の測定で15万以上のデータが得られるため、データをどう抽出し処理するかが大きな課題となる。2019年は、大阪大学産業科学研究所産業科学AIセンターの協力を仰ぎ、データ解析法を確立し、生理条件下においてDNA配列上で生じるethGの定量、その寿命や、会合定数、塩基対形成能を明らかにすることを目指す。2019年度は、新型コロナウイルスの拡散ため、RSII+測定を依頼しているスイスチューリッヒ大学のイェンス・ソーベック博士の元を訪問することができなかったが、2020年度は、ビデオ会議を用いて議論を深め研究を進めて行く。
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| Causes of Carryover |
次世代シークエンサーを用いた測定により膨大なデータが得られ、次の測定に移る前に結果を解析するために長時間を要したため。また、新型コロナウイルスの影響により、研究連携者の所属するスイスチューリッヒ大学を訪問し、測定、議論を行う予定を延期したため。
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