Mutation of budding yeast induced by ion beam irradiation

出芽酵母におけるイオンビーム照射による突然変異誘発

泉 佳伸*; 松尾 陽一郎*; 坂本 綾子; 高城 啓一*; 畑下 昌範*; 小嶋 崇夫*; 清水 喜久雄*

Izumi, Yoshinobu*; Matsuo, Yoichiro*; Sakamoto, Ayako; Takagi, Keiichi*; Hatashita, Masanori*; Kojima, Takao*; Shimizu, Kikuo*

真核生物のモデルとして出芽酵母(S288c)を用い、イオンビームにより誘発された突然変異の解析を行った。その結果、イオンビーム照射では線のような低LET放射線とは対照的な生物応答が観察された。イオンビームに特徴的な突然変異誘導メカニズムを解明するために、LETが13keV/mから107keV/mまでの炭素イオンビームの照射を行った。また比較として、LETが0.45keV/mの陽子線の照射を行った。炭素イオンビーム照射の照射はTIARA(JAEA)及びHIMAC(NIRS)にて、陽子線照射は若狭湾エネルギー研究センターにて行った。照射後、生残率と突然変異頻度の測定と突然変異部位を特定するためのシークエンス解析を行った。放射線照射に起因する突然変異生成の分子機構を説明するために、野生型酵母に加えて8-oxoGTPの除去活性が失われている系統(BER-)、及びミスマッチ修復が不活性である系統(MMR-)を用いた。また、比較のため二本鎖切断修復に関与する遺伝子が不活性である系統(NHEJ-)及び系統(HR-)についても解析を行った。

In cases of ion-beam irradiations, several features of deep interest can be observed, contrasting with the low-LET radiations such as -rays. In order to elucidate the induction mechanisms of mutations peculiar to ion beams, carbon-ion beams with LETs of 13 keV/m - 107 keV/m and proton beam with LET of 0.45 keV/m were irradiated to budding yeast. Carbon-ion beams and proton beam irradiation were performed in TIARA or HIMAC, and WERC, respectively. After irradiations, survival ratios and mutation frequencies were analyzed as well as sequencing and gene expression analyses. In order to elucidate the molecular mechanisms of mutagenesis caused by radiations, we used (BER-) which is deficient in the elimination of 8-oxodGTP and (MMR-) deficient in the mismatch-repair function. For comparison, we also used (NHEJ-) and (HR-) that were deficient in the double-strand breaks (DSBs)-repair function.