高等植物の放射線耐性メカニズム; タバコBY-2培養細胞におけるDNA損傷とその修復から見えてくること

A Review on radiation tolerance mechanism of higher plants

横田 裕一郎; 井上 雅好; 鳴海 一成; 舟山 知夫; 小林 泰彦; 田中 淳

Yokota, Yuichiro; Inoue, Masayoshi; Narumi, Issei; Funayama, Tomoo; Kobayashi, Yasuhiko; Tanaka, Atsushi

双子葉植物など高等植物の多くは放射線に耐性で、個体レベルでは哺乳動物より百倍から数百倍も放射線に強いことが知られてきたが、その放射線耐性メカニズムの詳細については、ほとんど何もわかっていなかった。われわれは、タバコのBY-2培養細胞株をモデル植物細胞として放射線影響研究を進めることで、これまでに、タバコ細胞が哺乳動物細胞と比べて10倍程度も放射線耐性であること、タバコ細胞では正確な修復が困難なDNA2本鎖切断が生じにくい一方で、たくさんのDNA2本鎖切断に耐えうることを明らかにしてきた。また、最近の実験データから、タバコ細胞のDNA2本鎖切断修復能力は哺乳動物細胞とあまり変わらず、むしろ、放射線照射後に細胞内に生じる染色体異常に寛容であることがわかってきた。本総説では、これらの実験データを総合して解釈することにより、植物の放射線耐性メカニズムについての考察を進めた。

It has been known that many types of higher plants are several hundred times more radio-tolerant than mammals at an individual level. There was, however, no available information on the detail mechanism of radiation tolerance of higher plants. Thus, we have done the radiobiological studies using tobacco BY-2 cell line as a model plant cell. In their studies, we made clear that tobacco cells are ten times more radio-tolerant than mammalian cells, and that radioresistant tobacco cells can tolerate a large number of DNA double-strand breaks compared with mammalian cells. In this review, we discussed the radiation tolerant mechanism of higher plants by taking together the past findings with our latest data: tobacco cells are tolerant of radiation-induced chromosomal aberration although DNA double-strand break repair abilities of tobacco and mammalian cells are almost the same.