DNA修復欠損マウスを用いたエピミューテーションの解析

使用 DNA 修复缺陷小鼠进行表观突变分析

基本信息

批准号：
21657002
负责人：
大野みずき
金额：
$ 1.98万
依托单位：
Kyushu University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Exploratory Research
财政年份：
2009
资助国家：
日本
起止时间：
2009 至 2010
项目状态：
已结题

来源：
https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-21657002/
关键词：
遺伝情報エピミューテーションゲノム変異 DNA修復酸化DNA損傷

项目摘要

酸化型グアニン(8-オキソグアニン)の修復機構に関与する酵素の遺伝子であるOgg1,Mth1,Mutyhの3つの遺伝子を欠損したトリプルノックアウトマウスを作成し解析していたところ家系内でのがんの発生率が上昇し、さらに様々な先天性の変異表現型(無/小眼球症、体毛色変異、水頭症など)を有する個体が高頻度に発生することを見いだした。このことからこのマウス家系では体細胞だけでなく生殖細胞中でも高頻度に(epi)genetic mutationが生じていることが推測された。遺伝形式を交配実験により解析したところ、水頭症は常染色体優性遺伝形式(浸透率約50%)、体毛色変異は常染色体優性形式(浸透率はほぼ100%)であったことから少なくとも二つの変異表現型はゲノム変異に起因することが予測された。それぞれの変異表現型の原因遺伝子を同定することを目的とし、変異マウスの形態学的、解剖学的、病理学的解析を行い、その結果に基づき原因遺伝子の候補をデーターベースより検率した。トリプルノックアウトマウス家系内の全マウス(60匹)、野生型との交配により得られたトリプルヘテロマウス(70匹)および野生型(60匹)の尾組織からゲノムDNAを抽出し個々のマウスにおけるゲノム変異解析を行ったところ、トリプルノックアウトマウスの数個体で散発的に突然変異が検出されたことから、酸化損傷塩基の蓄積に起因して突然変異頻度が上昇していることがわかった。また、Ogg1およびMth1遺伝子欠損マウスの精巣を用いた細胞遺伝学的解析により、8-オキソグアニンが蓄積した精母細胞ではDNA鎖切断が生じ、その結果減数分裂期の細胞において相同染色体組換え頻度を上昇させることがわかった(当該年度の学会で成果を発表した)。

当我们生成并分析缺乏 Ogg1、Mth1 和 Mutyh 三个基因（参与氧化鸟嘌呤（8-氧代鸟嘌呤）修复机制的酶基因）的三重敲除小鼠时，我们发现该家族中不存在癌症。我们发现发病率有所增加，并且具有各种先天性突变表型（异位性/小眼症、毛色变异、脑积水等）的个体频繁发生。由此推断，在该小鼠家族中，基因突变（epi）不仅在体细胞中频繁发生，而且在生殖细胞中也频繁发生。通过交配实验分析遗传模式发现，脑积水以常染色体显性方式遗传（外显率约50%），体色变异以常染色体显性方式遗传（外显率约100%），表明至少有两种遗传方式：预测突变表型是由基因组变异引起的。为了确定每种突变表型的致病基因，我们对突变小鼠进行了形态学、解剖学和病理学分析，并根据结果在数据库中搜索了候选致病基因。提取三重敲除小鼠家系所有小鼠（60只）、与野生型小鼠杂交获得的三重杂合小鼠（70只）、野生型（60只）的尾部组织中的基因组DNA，以及各小鼠的基因组。对个体小鼠的突变分析显示，在几只三重基因敲除小鼠中零星检测到突变，表明由于氧化损伤碱基的积累，突变频率正在增加。此外，使用Ogg1和Mth1基因缺陷小鼠的睾丸进行的细胞遗传学分析显示，8-氧代鸟嘌呤积累的精母细胞中发生DNA链断裂，导致减数分裂细胞中同源染色体重组的频率增加（结果在学术会议上公布）。在那一年）。