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processing of clustered DNA damage鹿園 直哉; 赤松 憲; 高橋 桃子*; 野口 実穂; 漆原 あゆみ; O'Neill, P.*; 横谷 明徳
Mutation Research; Fundamental and Molecular Mechanisms of Mutagenesis, 749(1-2), p.9 - 15, 2013/09
被引用回数：12 パーセンタイル：36.83(Biotechnology & Applied Microbiology)クラスターDNA損傷は、電離放射線によってDNAへリックス二回転中に二つ以上の損傷が生じるものである。クラスターDNA損傷がどの程度、また、どのように生物影響を及ぼすのかに関しては不明な点が多い。本研究では、鎖切断と脱塩基部位や8-oxo-7,8-dihydroguanine (8-oxoG)を含むクラスターDNA損傷を用い、大腸菌に形質転換し、形質転換効率及び突然変異頻度を調べた。鎖切断と脱塩基部位からなるクラスターDNA損傷の場合、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、形質転換効率は大幅に低下することが明らかになった。損傷間の距離を離す(10-20bp)と、形質転換効率はDNA polymerase I(Pol I)の作用により回復した。一方、鎖切断と8-oxoGからなるクラスターDNA損傷の場合、クラスターDNA損傷による突然変異頻度はPol Iの働きによって低下することが明らかとなった。これらの結果は、クラスターDNA損傷による生物効果にPol Iが深く関与することを示している。
河内 哲哉; 加道 雅孝; 田中 桃子; 長谷川 登; 永島 圭介; 助川 鋼太*; Lu, P.; 高橋 謙二郎; 難波 愼一; 小池 雅人; et al.
Applied Optics, 42(12), p.2198 - 2205, 2003/04
被引用回数：27 パーセンタイル：72.26(Optics)X線レーザー研究専用の、2つのチャープパルス増幅ビームからなるNd:ガラスレーザーを開発した。このレーザーは、各々のビームにおいて最大20J, 1.3ピコ秒の出力を持ち、プリパルスのパルス幅を調整するための特徴的な可変機能を持っている。このレーザーシステムと収差を持たない線集光システムを用いることにより、ニッケル様銀X線レーザーの高効率な増幅に成功した。
河内 哲哉; 加道 雅孝; 田中 桃子; 佐々木 明; 長谷川 登; Kilpio, A.*; 難波 慎一; 永島 圭介; Lu, P.; 高橋 謙次郎; et al.
Physical Review A, 66(3), p.033815_1 - 033815_7, 2002/09
被引用回数：85 パーセンタイル：93.03(Optics)銀及び錫のスラブターゲットに線集光したCPAガラスレーザー光(時間幅4ピコ秒のプリパルスと加熱パルス。パルス間隔1.2ナノ秒)を照射した。本実験ではレーザーの集光光学系に階段ミラーを導入することにより励起光を疑似進行波とし、それにより波長13.9nmと12.0nmの過渡励起電子衝突レーザーにおいて飽和増幅を達成した。利得係数は銀レーザーで35 [1/cm],錫レーザーで30[1/cm]であった。入力エネルギーは各々12J及び14Jであり、小型励起光源を用いた過渡励起電子衝突レーザーとしては最短波長での飽和増幅である。実験的に評価した飽和強度と理論計算による予測との比較から、X線レーザーの線幅としてイオン温度に起因する不均一拡がりと、レーザー準位の衝突励起脱励起に起因する衝突拡がりの両方が、ニッケル様イオンレーザーの場合には重要であることを見い出した。流体コードと衝突輻射モデルを組み合わせた計算に、この線幅の効果を取り入れることにより、実験的に観測されたレーザー線利得の発生位置及びその利得係数の大きさをほぼ再現することができた。
加道 雅孝; 河内 哲哉; 田中 桃子; 長谷川 登; 高橋 謙次郎; 難波 慎一; 助川 鋼太*; 佐々木 明; Lu, P.; Tang, H.; et al.
Soft X-Ray Lasers and Applications IV (Proceedings of SPIE Vol.4505), p.54 - 61, 2001/12
被引用回数：4 パーセンタイル：79.48(Optics)1999年木津地区に移転後、X線レーザーの発振実験を行ってきた。ナノ秒の前駆パルスとピコ秒の加熱パルスを用いる過渡励起方式により波長32.4nmのネオン様チタン,波長13.9nmのニッケル様銀,波長11.9nmのニッケル様スズX線レーザーの発振に成功した。ニッケル様銀で23cm
の利得係数、ニッケル様スズで14cmの利得係数が得られた。前駆パルスとしてピコ秒の超短パルスを用いることにより、従来より大きな利得係数を得ることに成功した。媒質中を伝搬するX線レーザーの空間プロファイルの計測を行った。その結果、10
m程度の小さな領域において非常に高い利得が発生していることがわかった。新しい方式のX線レーザー発振の手法として、荷電交換を用いた再結合方式等の研究を行った。これらの研究の詳細について報告する。
高橋 桃子; 野口 実穂; 平川 博一*; 岡安 隆一*
no journal, ,
腫瘍治療法の一つである放射線治療は、他の治療法と比較して患者への負担が少ないことが利点である。しかしX線を使用した治療法の場合、放射線単独での固形腫瘍の治療は困難であるのが現状である。X線と薬剤を併用することにより腫瘍をより効果的に治療するための研究も進められている。その中で、野口らは放射線応答で重要な役割を持つシグナル分子に着目した。Hsp90ストレスによって発現が増加することが知られており、Hsp90を阻害することにより、下流にある癌化関連タンパク質の発現も抑えられることが考えられる。野口らは、Hsp90の分子治療標的薬剤である17AAGを用いて、X線との併用による放射線増感効果を検討した。その結果、腫瘍細胞に対してのX線との併用による有意な治療効果をみることができた。これを踏まえて、炭素イオン線を用いて17AAGとの併用による治療効果をマウスのモデルで検討し、X線でのモデルの実験結果、
での実験結果と比較して発表する。
岡安 隆一*; 平川 弘和*; 野口 実穂; Yu, D.*; 高橋 桃子; 平山 亮一*; 藤森 亮*
no journal, ,
Hsp90阻害剤である17AAGはX線と併用することである種のヒト腫瘍細胞による放射線増感作用を示すことがわかっているが、この増感作用は正常細胞では観察されない。このメカニズムとして、DSB修復の阻害、特に相同組換え修復(HRR)の阻害が提案されている。HRRの主要タンパク質が両者の併用により影響を受ける。驚くべきことに、われわれの研究で、高LETの炭素線(70keV/um)と17AAGの併用により増感効果が観察された。これとは別に、HRRの主要タンパク質であるBRCA2のノックダウンによりヒト腫瘍細胞で増感効果が見られることも報告している。これらの結果から、高LET放射線とHRR阻害の併用に関連したメカニズムによる放射線増感効果が推測され、これは特にS期特異的である可能性が考えられる。そのため、本研究では、ヒト肺癌細胞SQ5をヌードマウスの下肢に移植し、炭素線,17AAG単独、及び両者併用時の腫瘍の増殖を観察した。プライマリーな結果として、腫瘍増殖は炭素線、及び17AAG単独に比べ、併用の場合に特に阻害が見られた。これらの結果はHRR阻害剤と高LET放射線の併用により、効果的な腫瘍制御が得られることを提案している。
高橋 桃子; 鹿園 直哉
no journal, ,
DNA is damaged by various factors and unrepaired DNA damage would cause alterations of the genome, and various biological effects. Clustered DNA damage, defined as two or more lesions in one to two helical turns of DNA, is induced by ionizing radiation. Clustered DNA damage is considered to be refractory to repair, highly lethal and mutagenic. However, how the clustering of DNA lesions causes mutation is still unknown. Here we represent that surrounding DNA lesions could influence the mutation frequency of a clustered DNA damage site in E. coli. The mutation frequency of clustered DNA damage (GAP/8-oxoG) did not change when another clustered DNA damage (8-oxoG/8-oxoG) was 20 bps away from GAP/8-oxoG. However, when a single 8-oxoG was inserted halfway between the two clusters, the mutation frequency of GAP/8-oxoG was increased. We suggest that the type, the position and the number of DNA lesions influence the efficiency of DNA repair of a clustered DNA damage site.
高橋 桃子; 鹿園 直哉
no journal, ,
DNAは生体内においてさまざまな要因により損傷を受ける。損傷を受けたDNAが修復されなかった場合、遺伝子の突然変異などさまざまな生物影響を及ぼすことが知られている。一方、DNAにおいて局所的に複数の損傷が生じたものはクラスターDNA損傷と呼ばれるが、これは放射線によるDNA損傷において特徴的なものである。クラスターDNA損傷は修復されにくい損傷であるため突然変異や細胞死の原因となるとされているが、どのように修復阻害が生じているのかという機構については未だ不明な点が多い。本研究では、クラスターDNA損傷におけるDNA損傷の配置が、クラスターDNA損傷の修復効率にどう影響するのかについて大腸菌を用いた研究を行った。実験の結果、一組のクラスターDNA損傷の変異頻度を見たとき、当該クラスターから10塩基離れた箇所に単独の8-オキソグアニンが存在した場合上昇すること、そこからさらに10塩基離れた箇所にまた別組のクラスターDNA損傷が存在したときはさらに変異頻度が上がることが示された。この現象は当該クラスターから10塩基離れた単独損傷が省かれると見られなくなることから、周辺の損傷が変異頻度に影響を与えることが示唆された。
高橋 桃子; 鹿園 直哉
no journal, ,
DNAは生体内においてさまざまな要因により損傷を受ける。損傷により誘発される生物影響を防ぐために、生体内には多くのDNA修復機構が存在することが知られている。一方、DNAにおいて局所的に複数の損傷が生じたものはクラスターDNA損傷と呼ばれるが、クラスターDNA損傷は修復されにくい損傷であるため突然変異や細胞死の原因となるとされているが、どのような因子が突然変異の生成に関与しているのかという点については未だ不明な点が多い。本研究では、クラスターDNA損傷の配置によって、DNAの突然変異頻度がどのように影響されるのかについて、大腸菌を用いて研究を行った。一組のクラスターDNA損傷の変異頻度に着目して、周囲の損傷の有無による変異頻度の変化を解析したところ、当該クラスターから10塩基離れた箇所に単独損傷が存在した場合、そこからさらに10塩基離れた箇所にまた別組のクラスターDNA損傷が存在した場合、当該クラスターから20塩基離れた箇所に別組のクラスターDNA損傷のみがある場合では変異頻度の変化をみることはできなかった。今回の発表では、これらの結果を中心に、複数の損傷が近接することによる突然変異誘発機構について考察する。
高橋 桃子; 鹿園 直哉
no journal, ,
DNAは生体内においてさまざまな要因により損傷を受ける。損傷を受けたDNAが修復されなかった場合、遺伝子の突然変異などさまざまな生物影響を及ぼすことが知られている。これらの生物影響を防ぐために、生体内には多くのDNA修復機構が存在することが知られている。一方、DNAにおいて局所的に複数の損傷が生じたものはクラスターDNA損傷と呼ばれるが、これは放射線によるDNA損傷において特徴的なものの一つであると考えられている。クラスターDNA損傷は修復されにくい損傷であるため突然変異や細胞死の原因となるとされているが、その理由については明らかにされていない。本研究ではクラスターDNA損傷における修復機構を明らかにするために、新規のプラスミド合成法とその解析について検討を行った。開発された方法では、プライマーの任意の位置に損傷を入れることで損傷をデザインすることができる。最終産物を解析した結果、デザインされた損傷は損なわれることなくプラスミドに挿入されていることが確認された。本手法の開発により、細胞内のクラスター損傷のプロセシングに関して重要な知見がもたらされると考えられる。本発表では新規作製法によって合成されるプラスミドを使用したクラスターDNA損傷における修復の解析について、大腸菌を用いた実験を例に議論する。
高橋 桃子*; 鹿園 直哉
no journal, ,
We constructed lesion-containing plasmids using a novel approach in order to analyze repair of clustered DNA damage. Single stranded circular DNA (the 1st strand) was synthesized in vitro from DNA oligonucleotide as a primer. The template, which is single-stranded circular DNA containing uracil, was then digested with UDG and nucleases. From the resulting 1st strand, the 2nd strand was again synthesized in vitro from a complementary DNA oligonucleotide. As DNA lesions could be placed at any position in the DNA oligonucleotide on either strand, the method allows us to construct a clustered DNA damage site in a plasmid. We have confirmed that the double-stranded plasmid DNA could be constructed with DNA lesions. The constructed plasmid would be highly useful in analyzing in vivo processing of clustered DNA damage. The level of repair of lesions within clustered DNA damage in E. coli is discussed.
