鎖切断と脱塩基部位からなるクラスターDNA損傷の生物効果

Biological consequences of clustered DNA damage containing a single strand break and an AP site

鹿園 直哉; 野口 実穂; 漆原 あゆみ*; O'Neill, P.*; 横谷 明徳

Shikazono, Naoya; Noguchi, Miho; Urushibara, Ayumi*; O'Neill, P.*; Yokoya, Akinari

われわれは二本鎖切断以外のクラスターDNA損傷に注目して研究を進めている。本研究では、鎖切断と脱塩基部位を含むクラスターDNA損傷を用い、大腸菌野生株での形質転換効率及び誘発突然変異を調べた。その結果、鎖切断及び脱塩基部位がそれぞれ単独であった場合に対し、鎖切断が脱塩基部位とクラスター化することで、形質転換効率は大幅に低下することが明らかになった。このことから、クラスターの大部分はプロセシングによりDSBを生じていることが示唆される。一方、各々の損傷が極近傍に存在する場合ほぼすべてのプラスミドで変異が生じており、シークエンス解析から、脱塩基部位:CのC:Gへの変化及び脱塩基部位:Cサイトの1塩基対欠失が主要な変異であることが明らかになった。これらの結果は、われわれが以前報告した塩基損傷からなるクラスター損傷での結果と大きく異なっており、クラスター損傷による生物効果はクラスターを構成する損傷の種類に強く依存することを示唆している。

Using a bacterial plasmid-based assay, we have investigated the biological consequences of bistranded clustered damage sites which consist of a single strand break (SSB) and an apurinic/apyrimidinic (AP) site. We found a significantly lower transformation frequency for the cluster than that for either a single SSB or a single AP site, which implies that a double strand break is formed during the processing of the cluster. Also, when the two lesions were very close to each other, almost every plasmid possessed a mutation. The major types of mutation induced by the cluster were AP:C to C:G and a 1-bp deletion at the position of the AP:C pair. These results show a clear contrast to the results from clusters comprised of base lesions. We suggest that the biological consequences of clustered DNA damage strongly depends on the type of the comprising lesions.