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Biological consequences of bistranded clustered DNA damage in ${it Escherichia coli}$

大腸菌におけるクラスターDNA損傷の生物影響

鹿園 直哉; Pearson, C.*; Thacker, J.*; O'Neill, P.*

Shikazono, Naoya; Pearson, C.*; Thacker, J.*; O'Neill, P.*

クラスターDNA損傷は、電離放射線によって特異的に生じるものであるが、その変異誘発機構については不明な点が多い。われわれは、クラスター化したDNA二本鎖上の2つの塩基損傷は単独の塩基損傷に比べて突然変異頻度は高まることを見いだした。クラスター損傷のプロセシングに関してさらなる知見を得る目的から、8-oxoGが除去された後に生ずると考えられる脱塩基部位や鎖切断を含む中間体の変異誘発頻度を調べた。その結果、「DHTと脱塩基部位」もしくは「DHTと鎖切断」では変異頻度が高くないが、「脱塩基部位と脱塩基部位」もしくは「脱塩基部位と鎖切断」では変異頻度が非常に高いことがわかった。これらの結果から、8-oxoGもしくはDHTが除去された後に残ったクラスター損傷内の塩基損傷は、脱塩基部位や鎖切断には変換されないことが示唆された。

Clustered DNA damage induced by a single radiation track is a unique feature of ionizing radiation. Using a plasmid-based assay in ${it Escherichia coli}$, we found a significantly higher mutation frequency for the clustered DHT + 8-oxoG lesions than that for either a single 8-oxoG or a single DHT in wild-type and in glycosylase-deficient strains of ${it E. coli}$. To gain further insights on the processing of the DHT + 8-oxoG cluster, several potential intermediates after 8-oxoG removal were assessed. DHT + AP or DHT + Gap containing cluster had a relatively low mutation frequency, whereas AP + AP or Gap + AP cluster was found to strongly retard replication. These results led us to suggest that, when either 8-oxoG or DHT is initially excised from a cluster containing 8-oxoG and DHT, the remaining base damage will not be further converted to an AP site or to a single strand break ${it in vivo}$.

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