高等植物におけるカーボンイオン及び線誘発突然変異スペクトル解析

Analysis of mutation spectrum induced by carbon ions and -rays in higher plant

吉原 亮平; 長谷 純宏; 滝本 晃一*; 鳴海 一成

Yoshihara, Ryohei; Hase, Yoshihiro; Takimoto, Koichi*; Narumi, Issei

本研究では、220MeVのカーボンイオン(220MeV C),線、そして停止直前のLETがブラッグピーク付近のカーボンイオンをシロイヌナズナ種子に照射して、変異スペクトル解析を行った。220MeV C及び線照射により変異頻度の上昇が見られた。220MeV Cと線はともにG:C to A:T transitionとdeletionを効率的に誘発することが示された。さらに220MeV Cでは、complex typeの変異が線よりも多く見られた。線では、フレームシフト変異が多く検出されたが、220MeV Cではフレームシフトはバックグラウンドレベルであった。この変異スペクトルの違いは、イオンビーム及び線によりDNA上に生じるDNA損傷の違いに起因している可能性がある。ブラッグピーク付近のカーボンイオンを用いた予備実験では、変異頻度に有意な上昇が見られなかった。ブラッグピーク付近のカーボンイオンは、細胞の致死効果が高く、照射時のフルエンスが低いためにターゲット遺伝子内に検出するのに十分な変異が誘発されていない可能性が示唆された。

Mutation spectrum induced by 220 MeV Carbon ion beam (220 MeV C), -rays and Carbon ion near the Bragg peak in seed was determined. Mutant frequency was increased by 220 MeV C and -rays irradiation. 220 MeV C and -rays induced G:C to A:T transition and deletion efficiently. 220 MeV C induced higher incidence of complex type of mutation. Frameshift mutation in -rays irradiated seed was frequent, but it was background level in 220 MeV C irradiated seed. These difference of mutation spectrum might be caused by the difference of DNA damage formed by 220 MeV C and -rays irradiation. Mutant frequency in seed exposed to carbon ion near the Bragg peak was not increased. The fluence of carbon ion near the Bragg peak was lower because it has higher cell killing effect. The fluence of carbon ion might be too low to detect mutation in target gene.