大腸菌におけるクラスターDNA損傷誘発突然変異

Characterization of clustered DNA damage-induced mutations in

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

本研究では、塩基損傷,脱塩基部位,鎖切断を両鎖に含むクラスターDNA損傷を用い、損傷を含むオリゴヌクレオチドをプラスミドに組み込んで大腸菌野生株に形質転換し、誘発される突然変異の特徴を塩基配列レベルで調べた。脱塩基部位からなるクラスター,鎖切断及び脱塩基部位からなるクラスターにおいては、形質転換効率は低いものの、脱塩基部位を鋳型にグアニンが挿入されるタイプの変化や脱塩基部位での1塩基対欠失が起こりやすいことが明らかになった。一方、8-oxoG及びDHTからなるクラスターやDHT及び鎖切断からなるクラスターにおいては、変異が生じる頻度は低いものの、損傷を配置した塩基対以外での塩基配列変化が観察された。これらの結果から、大腸菌野生株において、塩基損傷からなるクラスターDNA損傷の突然変異誘発過程では、(1)少なくとも一方の塩基損傷が残ること,(2)損傷部位の極近傍で変異を生成する場合があること、が示唆される。

Using a bacterial plasmid-based assay, we have investigated the biological consequences of bistranded clustered damage sites which are comprised of combinations of base lesions, AP sites, and SSBs. Plamids were ligated with oligonucleotides with clustered lesions. Following transformation of the ligated plasmids into wild type strain of Escherichia coli, clustered damage-induced mutations were characterized. Although the transformation efficiencies were low, the major types of mutation induced by the AP + AP or AP + SSB cluster were G insertion opposite AP and a 1-bp deletion at the base pair with AP. On the other hand, mutations were occasionally found at base pairs where lesions had not been placed with clusters such as DHT + 8-oxoG, and DHT + SSB. From these results, we suggest that, in a bistranded base cluster, (1) either base lesion is remained unrepaired and (2) some mutations arise not at but very close to the base pair where base lesions were originally placed.