The Mutagenic potential of 8-oxoG/single strand break-containing clusters depends on their relative positions

8-oxoGと鎖切断から成るクラスター損傷の相対的距離に依存した突然変異誘発性について

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

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

In vivoにおいて塩基損傷を伴った鎖切断の効果はいまだ多くが不明である。本研究においてわれわれは1ヌクレオチドgap(GAP)と8-oxoGから成るクラスターDNA損傷の突然変異誘発性について明らかにした。MutY欠損株において、GAPと8-oxoGの2つの損傷から成り、これらが相補鎖にまたがって存在するクラスター損傷の変異頻度は8-oxoGとAPサイトから成るクラスター損傷とほぼ同じ値を示したことから、クラスター損傷内において、GAPはAPサイトと同様に処理されることが示唆された。GAPと8-oxoGが同一鎖上に存在するクラスター損傷の変異頻度は8-oxoG単独損傷とほぼ等しい値であった。3つの損傷から成るクラスター損傷(GAPと8-oxoGが相補鎖、その同一鎖上にもう一つの8-oxoG)の変異頻度は8-oxoG単独損傷より高い値であったが、2つの8-oxoGが相補鎖にまたがって存在するクラスター損傷に比べて低い値であった。これらの結果から、クラスター損傷内にGAPが存在する場合、存在しない場合に比べて、8-oxoGの鋳型として向いに挿入されるヌクレオチドの変異誘発性が低くなることが示唆された。さらに、GAPの修復は相補鎖の8-oxoGにより阻害されるが、同一鎖の8-oxoGには阻害されないことが示唆され、GAPの修復が生物影響に大きく影響を与えることが示された。

The effect of a single strand break associated with base lesion(s) in vivo remains largely unknown. In the present study we determined the mutagenicities of two- and three-lesion clustered damage sites containing a 1-nucleotide gap (GAP) and 8-oxo-7,8-dihydroguanine(s) (8-oxoG(s)). The mutation frequencies (MFs) of bi-stranded two-lesion clusters (GAP/8-oxoG), especially in mutY-deficient strains, were high and were similar to those for bi-stranded clusters with 8-oxoG and base lesions/AP sites, suggesting that the GAP is processed with an efficiency similar to the efficiency of processing a base lesion or an AP site within a cluster. The MFs of tandem two-lesion clusters comprised of a GAP and an 8-oxoG were comparable to or less than the MF of a single 8-oxoG. The mutagenic potential of three-lesion clusters, which were comprised of a tandem lesion (a GAP and an 8-oxoG) and an opposing single 8-oxoG, was higher than that of a single 8-oxoG, but was no more than that of a bi-stranded 8-oxoGs. We suggest that incorporation of a nucleotide opposite 8-oxoG is less mutagenic when a GAP is present in a cluster than when a GAP is absent. Our observations indicate that the repair of a GAP is retarded by an opposing 8-oxoG, but not by a tandem 8-oxoG, and that the extent of GAP repair determines the biological consequences.