Abnormal radiation response of a newly identified DNA ligase IV mutant mice

新发现的 DNA 连接酶 IV 突变小鼠的异常辐射反应

基本信息

批准号：
21K12243
负责人：
児玉靖司
金额：
$ 2.75万
依托单位：
Osaka Metropolitan University (2022)Osaka Prefecture University (2021)
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究の目的は、酵素活性ドメインに新規遺伝子変異を導入したDNAリガーゼⅣ（Lig4）がどのようなDNA２本鎖切断（DSB）修復異常を示し、さらにそのDSB修復異常がどのような生体影響を誘発するのかを明らかにすることである。そのために、本研究は、Lig4酵素活性ドメインの447番目のアミノ酸が、トリプトファン（W）からシステイン（C）に置換された（W447C）変異マウス（Lig4W/W）を材料に用いた。2022年度は、①姉妹染色分体交換（SCE）、②テロメアSCE（T-SCE）、及び③染色体異常の３つの指標について調べたので報告する。①Lig4W/W変異がSCEに及ぼす影響を調べたところ、自然発生SCE頻度については、Lig4遺伝子型の違いによる変化は見られなかった。一方、X線（0.5Gy）誘発SCE頻度は、野生型細胞は変化しないが、ヘテロ変異（Lig4+/W）及びホモ変異（Lig4W/W）では頻度が増加した。また②Lig4W/W変異がテロメアSCE（T-SCE）に及ぼす影響を調べたところ、Lig4W/W変異は自然発生T-SCEを約3倍増加させた。一方、X線（0.5Gy）誘発T-SCEは、全ての細胞で頻度が増加し、その頻度はホモ変異で大きくなった。次に、③Lig4W/W変異が、交換型染色体異常である二動原体染色体形成に及ぼす影響について調べたところ、Lig4W/W変異はX線誘発二動原体形成頻度を著しく増加させることが明らかになった。このことは、Lig4W/W変異が、DNA切断端の再結合率を低下させるとともに、誤った再結合（二動原体染色体形成）を促進する効果があることを示唆している。

本研究的目的是确定DNA连接酶IV（Lig4）表现出什么样的DNA双链断裂（DSB）修复异常，其中在酶活性域中引入了新的基因突变，以及产生什么样的生物学效应这次 DSB 修复异常的目的是找出造成这种情况的原因。为此，本研究使用了突变小鼠（Lig4W/W），其中Lig4酶活性结构域的第447个氨基酸从色氨酸（W）替换为半胱氨酸（C）（W447C）。 2022年，我们将报告三个指标的调查：（1）姐妹染色单体交换（SCE）、（2）端粒SCE（T-SCE）、（3）染色体异常。 ①当我们研究Lig4W/W突变对SCE的影响时，我们发现自然发生的SCE频率并没有因为Lig4基因型的差异而改变。另一方面，X射线（0.5Gy）诱导的SCE频率在野生型细胞中没有变化，但在杂合突变体（Lig4+/W）和纯合突变体（Lig4W/W）中增加。此外，（2）我们研究了Lig4W/W突变对端粒SCE（T-SCE）的影响，发现Lig4W/W突变使自然发生的T-SCE增加了约3倍。另一方面，X射线（0.5Gy）诱导的T-SCE频率在所有细胞中均增加，并且在纯合突变中频率更高。接下来，我们研究了③Lig4W/W突变对双着丝粒染色体形成（这是一种可交换的染色体异常）的影响，发现Lig4W/W突变显着增加了X射线诱导的双着丝粒染色体形成的频率。这表明Lig4W/W突变具有降低DNA切口重组率并促进错误重组(双着丝粒染色体形成)的作用。