シロイヌナズナAtREV3は突然変異を誘発する

AtREV3 induces mutations in Arabidopsis

中川 繭; 坂本 綾子; 高橋 真哉*; 田中 淳; 鳴海 一成

Nakagawa, Mayu; Sakamoto, Ayako; Takahashi, Shinya*; Tanaka, Atsushi; Narumi, Issei

植物は紫外線(UV)や化学物質などの変異原に曝されると、遺伝情報を担うDNA上に損傷を受け、それによって生長が阻害される。このDNA損傷による悪影響を回避するため、植物はDNA修復機構などのさまざまな防御機構を発達させてきている。一方、酵母や動物細胞では損傷の未修復にもかかわらずDNAを複製し、成長を可能にするための機構として損傷乗り越え複製(TLS)が存在することが知られている。TLSはしばしば誤った塩基を取り込む傾向があり、これによってDNA損傷が突然変異として固定される。われわれは酵母のTLSに関与するDNAポリメラーゼζ(REV3, REV7)及びREV1の相同遺伝子AtREV3, AtREV7, AtREV1をシロイヌナズナから単離した。rev変異体はUV-Bのほか、線やDNA架橋剤MMCなどの変異原に対しても感受性を示した。AtREV3がシロイヌナズナでも誤りがちなTLSに働いているかどうかを探るために、塩基置換型復帰変異を検出する遺伝子マーカーとして、ナンセンスコドンとなる点変異を導入したuidA遺伝子を野生型及びrev3変異体に導入し、紫外線誘発突然変異率に差異があるかどうか調べた。その結果、rev3変異体は野生型に比べ突然変異率の減少が見られたことから、AtREV3が誤りがちなTLSに関与している可能性が示唆された。さらに、dCMPトランスフェラーゼ活性を示すAtREV1欠損変異体における突然変異誘発率についても解析を進めている。

Plants were exposed to the various DNA-damaging stress in daily life. To survive in such hostile environments, plants developed many mechanisms to avoid or to repair the DNA damage. Yeast and mammals have a mechanism named translesion syntheses (TLS), in which DNA damage is bypassed by specific DNA polymerases. However, TLS generates mutations as a result of incorrect replication (error-prone TLS). We have previously isolated AtREV3, AtREV1 and AtREV7 genes, which are homolog of yeast TLS polymerases. We also showed that disruption of these genes made the plants sensitive to UV-B, -ray and MMC. To determine whether AtREV3 acts in the error-prone TLS, we utilized the beta-glucuronidase (uidA) gene containing single nonsense mutations. Transgenic plants with inactivated uidA were treated with UV-C and reversion events were counted. As a result, mutation frequency was reduced in the rev3 background, indicating that AtREV3 acts in the error-prone TLS in Arabidopsis.