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論文

Induction of genetic instability by transfer of a UV-A-irradiated chromosome

漆原 あゆみ*; 児玉 靖司*; 横谷 明徳

Mutation Research; Genetic Toxicology And Environmental Mutagenesis, 766, p.29 - 34, 2014/05

 被引用回数:10 パーセンタイル:37.18(Biotechnology & Applied Microbiology)

Ionizing radiation induces genetic instability in the progeny of irradiated cells. Previous studies suggest that DNA double strand-breaks (DSBs) and subsequent repair processes are involved in the induction of genetic instability. Since it seems unlikely that DSBs persist trough several cycle of cell division, we hypothesize that some DNA lesions that remained after repair of DSBs is relevant to the induction of genetic instability. To elucidate whether genetic instability is induced by non-DSBs type of damage, particularly oxidative base lesions, we transferred irradiated chromosome into unirradiated recipient cells by microcell fusion. The transferred chromosomes were analyzed by whole chromosome painting fluorescence in situ hybridization (WCP-FISH). The microcell hybrids transferred with UV-A irradiated human chromosomes increased their ploidy. In addition, chromosome aberrations occurred not only in the UV-A irradiated human chromosome but also in the unirradiated mouse chromosomes, and the frequencies of these abnormalities were increased depending on the irradiation dose of transferred human chromosomes. These results suggest that the non-DSBs damage induced genetic instability.

口頭

Analysis of genomic instability induced by the introduction of the UVA-irradiated chromosome

漆原 あゆみ; 児玉 靖司*

no journal, , 

紫外線は皮膚ガン誘発の要因の一つである。しかし、電離放射線のような遺伝的不安定性の誘発は引き起こさないとも言われている。なぜなら、UVでは塩基損傷は生じるが、遺伝的不安定性を誘発するDSBが生じ難いためである。発表者は、紫外線の中でも波長が長く、DNA損傷の中でも酸化型塩基損傷を引き起こしやすいUVAに着目し、酸化損傷が遺伝的不安定性を誘発するかどうかを調べた。実験方法には、微小核細胞融合法を用いて、UVAを照射したヒト21番染色体をレシピエントであるマウス線維芽細胞由来の株細胞m5S細胞に移入し、遅延性染色体異常を指標とした解析を行った。その結果、UVAを照射した染色体を移入した細胞では、染色体数(倍数体)の著しい変化が見られ、また、移入した染色体だけでなく、非照射のマウス染色体においても染色体異常頻度が増加することが明らかとなった。このことから、UVA照射により生じるDNA損傷が遺伝的不安定性を誘発することが示唆された。

口頭

非2重鎖切断型損傷による遺伝的不安定性の誘発

漆原 あゆみ; 児玉 靖司*; 横谷 明徳

no journal, , 

電離放射線の照射により生じるDNA2重鎖切断は、生存細胞に遺伝的不安定性を誘発する。しかし、遺伝的不安定性は数回$$sim$$数十回の細胞分裂を経た生存細胞に見られる現象であることから、2重鎖切断がそのまま保持され続けたのではなく、2重鎖切断の修復後に残存する何らかの損傷により誘発されるのではないかと考えられる。そこで本研究は、非2重鎖切断型の損傷である酸化型塩基損傷に着目し、2重鎖切断以外のDNA損傷によって遺伝的不安定性が誘発されるかを明らかにすることを目的として行った。本研究では2重鎖切断を生成しにくく、かつ酸化損傷を生成しやすい長波長領域のUVAを用い、微小核細胞融合法によってUVA照射ヒト21番染色体を非照射のマウスm5S細胞に移入し、酸化損傷導入細胞を作製し、ヒト21番染色体特異的なWCP-FISH法を用いてUVA照射染色体の解析を行った。また、レシピエントのマウス細胞の染色体については倍数性、及び二動原体染色体を主とする染色体型異常の誘発頻度を調べた。その結果、未照射の21番染色体移入マウス細胞がほぼ2倍体であったのに対して、UVAを照射したヒト21番染色体移入マウス細胞では多倍数体化が見られた。また、移入したヒト21番染色体だけでなく、未照射であるマウス染色体においても、異常染色体の出現頻度が未照射の場合と比べて高くなることが明らかになった。これらの結果は、UVA照射によって生じるDNA損傷により、不安定性が誘発されることを示唆している。

口頭

UVA照射染色体の移入による染色体不安定性の誘発

漆原 あゆみ; 児玉 靖司*

no journal, , 

Ionizing radiation induces genomic instability in the progeny of irradiated cells. The evidence has been accumulated to suggest that the induction of DSBs and subsequent repair processes play a key role in inducing genomic instability. In the present study, we hypothesize that some DNA lesions remained after repair of DSBs might be related to the induction of genomic instability. To examine whether genomic instability is induced by non-DSBs types of damage such as oxidative base damage, we transferred an UVA-irradiated human chromosome 21 into unirradiated mouse cells derived from mouse fibroblasts using a microcell-mediated chromosome transfer. The transferred chromosomes were analyzed by the WCP-FISH. Most of mouse cells that were transferred with unirradiated chromosomes remained diploid. However, in cells that were transferred with the UVA-irradiated chromosome, we found that the recipient mouse cells became polyploidy and induction of chromosomal instability. These results suggest that the DNA damage induced by the UVA-irradiation causes chromosomal instability in unirradiated cells.

口頭

染色体不安定性誘発における紫外線の影響

漆原 あゆみ; 児玉 靖司*; 横谷 明徳

no journal, , 

Io電離放射線による生物影響の中で、遅延性影響に関与する遺伝的不安定性の誘発にはDNA2重鎖切断(DSBs)の生成が関与すると考えられている。しかし、遺伝的不安定性は数回$$sim$$数十回の細胞分裂を経た後の子孫細胞で見られる現象であることから、その間DSBsがそのままの形で保持され続け、不安定性を誘発するとは考えにくく、DSBsの修復後に残存する何らかの損傷が誘発原因であると考えられる。そこで、非DSBs型の損傷である酸化型塩基損傷に着目し、DSBs以外のDNA損傷が遺伝的不安定性を誘発するのかを明らかにすることを目的として研究を行った。非DSBs型損傷である酸化型塩基損傷の生成には、DSBsを生じにくく、かつ酸化損傷を生じやすいUVAを用い、微小核細胞融合法によってUVAを照射したヒト21番染色体を非照射のマウス線維芽細胞由来株であるm5S細胞に移入することにより損傷導入細胞を作製した。作製した細胞は、ヒト21番染色体特異的なWCP-FISH法を用いてUVA照射染色体を染め分け、照射染色体と非照射染色体のそれぞれの染色体異常誘発頻度を調べた。その結果、UVA照射により生じた損傷を移入した非照射環境下のレシピエント細胞では、照射されたヒト染色体そのものに生じる染色体異常頻度の増加だけでなく、非照射であるはずのマウス染色体についても染色体数の増加や染色体異常頻度の増加を引き起こすことが明らかになった。このような直接の照射の有無にかかわらない染色体の不安定化は、移入したUVA照射染色体によって細胞全体に不安定性が誘発される可能性を示唆している。

口頭

DNA damage caused by UV-A irradiation induces genetic instability

漆原 あゆみ; 児玉 靖司*; 横谷 明徳

no journal, , 

It is well known that ionizing radiation induces genetic instability in the progeny of irradiated cells. Since it seems unlikely that DNA double-strand breaks (DSBs) persist through several cycles of cell division, we hypothesize that some DNA lesions, but not DSBs per se, are also involved in inducing genetic instability. To find out whether genetic instability is induced by non-DSBs type of damage, particularly oxidative base lesions, we transferred a human chromosome exposed to UV-A into unirradiated mouse recipient cells by microcell fusion, and examined chromosome aberrations of the transferred human chromosome and recipient mouse chromosomes. The transferred chromosomes were analyzed by the whole chromosome painting fluorescence in situ hybridization. Most of the microcell hybrids transferred with the unirradiated human chromosomes remained diploid, and both the transferred human chromosome and recipient mouse chromosomes were stable. In contrast, the microcell hybrids transferred with the UV-A irradiated human chromosome became polyploid and structural aberrations occurred not only in the UV-A irradiated human chromosome but also in the unirradiated mouse chromosomes. These results suggest that non-DSBs type of DNA damage induced by UV-A irradiation disturbs the homeostatic maintenance of the chromosomes and induces genetic instability.

口頭

UV-A照射染色体移入による非照射細胞の不安定化

漆原 あゆみ; 児玉 靖司*

no journal, , 

Ionizing radiation induces genetic instability. Previous studies suggest that DNA double-strand breaks (DSBs) and subsequent repair are involved in the induction process. We hypothesized that some DNA lesions that remained after repair of DSBs might be related to the induction of genetic instability. To examine whether genetic instability is induced by non-DSBs types of damage, we transferred a UV-A irradiated human chromosome 21 into unirradiated mouse recipient cells by microcell-mediated chromosome transfer. The microcell hybrids transferred with an unirradiated human chromosome remained diploid, and both the transferred human chromosome and recipient mouse chromosomes were stable. However, microcell hybrids transferred with a UV-A irradiated human chromosome increased their ploidy, and structural aberrations occurred not only in the UV-A irradiated human chromosome but also in the unirradiated mouse chromosomes. In addition, the frequencies of these abnormalities were increased depending on the irradiation dose of transferred human chromosomes. These results suggest that the amount of non-DSBs damage induced by UV-A irradiation affects the degree of genetic instability.

口頭

UV-A照射染色体の移入による遺伝的不安定性の誘発

漆原 あゆみ; 児玉 靖司*; 横谷 明徳

no journal, , 

電離放射線照射による生物影響の中でも、遺伝的不安定性は遅延性影響に関与しており、その誘発にはDNAの2重鎖切断が関与すると考えられている。しかし、2重鎖切断は致死的な損傷であることから、遺伝的不安定性の誘発原因は2重鎖切断そのものではなく、2重鎖切断が修復された後に残存する何らかの損傷であると考えられる。そこで、非2重鎖切断型の損傷である酸化型塩基損傷に着目し、UV-A照射によって生じたDNA損傷が遺伝的不安定性を誘発するのかを明らかにするために研究を行った。非2重鎖切断型損傷の生成にはUV-Aを用い、非照射のマウス線維芽由来細胞株であるm5S細胞にUV-Aを照射したヒト21番染色体を微小核細胞融合法によって移入することによって、非2重鎖切断型損傷が遺伝的不安定性誘発に及ぼす影響を調べた。ヒト21番染色体を移入した損傷導入細胞内のUV-A照射染色体は、ヒト21番染色体特異的な染色法によって染め分け、照射染色体と非照射染色体のそれぞれの染色体異常誘発頻度を調べた。その結果、UV-A照射染色体を移入した非照射のレシピエント細胞では、照射されたヒト染色体だけでなく、非照射であるマウス染色体の染色体異常頻度も増加していた。また、UV-A照射染色体移入クローンはいずれも染色体数の増加による異数体化あるいは多倍数体化を起こしており、その染色体数の平均値は移入染色体の照射線量の増加に伴い染色体数が増加していた。これらの結果は、UV-A照射で生成した非2重鎖切断型の損傷の量が遺伝的不安定性の誘発に影響することを示唆している。

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