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放射線抵抗性コケ植物は相同組換えだけでDNA2本鎖切断を修復できるのか?

抗辐射苔藓植物能否仅通过同源重组修复DNA双链断裂？

基本信息

批准号：
19K12332
负责人：
横田裕一郎
金额：
$ 2.83万
依托单位：
National Institutes for Quantum Science and Technology
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2019
资助国家：
日本
起止时间：
2019 至 2021
项目状态：
已结题

项目摘要

コケ植物の一種であるヒメツリガネゴケはガンマ線を200Gy照射しても生存率が低下せず、優れたゲノム維持機構を持つことが予想される。放射線照射によって生じるDNA2本鎖切断(DSB)は、DNA損傷の中でも正確な修復が難しく、生存率に最も寄与することが知られている。我々はヒメツリガネゴケの主要なDNA修復経路である相同組換え(HR)、非相同末端結合(c-NHEJ)、オルタナティブ末端結合(alt-EJ)に関わるRAD51B、LIG4、POLQ遺伝子に着目し、ゲノム編集技術でこれらのノックアウト(KO)株を作成した。得られたノックアウト株に対してガンマ線を照射し、パルスフィールド電気泳動法でDSB修復能力を計測した。その結果、rad51b、lig4およびpolq株では野生株と比べてDSB修復が同等に遅延すること、lig4およびpolq株では最終的に全てのDSBが修復されるが、rad51b株では約10%のDSBが修復されずに残存することを発見した。このことから、1)ヒメツリガネゴケにおいて生じたDSBはHR、C-NHEJとAlt-EJが同等の割合で修復すること、2)いずれかの経路が破綻してもDSBの9割は他の経路のバックアップで修復されるが、残りの1割はHRでないと修復できないこと、3)HRでしか修復できないDSBは複製フォークの崩壊等で生じたシングルエンドDSBの可能性があること、などが示唆された。

The plants were exposed to 200Gy. The survival rate was low, and the maintenance mechanism was in good condition. Radiation exposure resulted in primary DNA2 transection (DSB), correct repair in DNA, correct repair and best known survival rate. We use DNA to repair the same structure (HR), non-identical end-to-end combination (c-NHEJ), end-to-end combination (alt-EJ), RAD51B, LIG4, and POLQ to look at the eyes, and to make sure that the technology is used to make the same device (KO). It is necessary to calculate the DSB repair ability of each plant, such as radiation exposure, electronic swimming, and so on. The results showed that the wild plants of rad51b, lig4 and polq strains were better than those of DSB strains, the DSB strains of lig4 strains and rad51b strains were 10% and 10% respectively than those of DSB strains and rad51b strains. DSB HR, C-NHEJ Alt-EJ equivalent cut, 2) cut, DSB, cut, repair, repair, 3) HR repair, DSB, copy, collapse, etc., the possibility of DSB, the possibility of failure, the possibility of instigation.