Abnormal radiation response of a newly identified DNA ligase IV mutant mice

本研究の目的は、酵素活性ドメインに新規遺伝子変異を導入したDNAリガーゼⅣ（Lig4）がどのようなDNA２本鎖切断（DSB）修復異常を示し、さらにそのDSB修復異常がどのような生体影響を誘発するのかを明らかにすることである。そのために、本研究は、Lig4酵素活性ドメインの447番目のアミノ酸が、トリプトファン（W）からシステイン（C）に置換された（W447C）変異マウス（Lig4W/W）を材料に用いた。2022年度は、①姉妹染色分体交換（SCE）、②テロメアSCE（T-SCE）、及び③染色体異常の３つの指標について調べたので報告する。①Lig4W/W変異がSCEに及ぼす影響を調べたところ、自然発生SCE頻度については、Lig4遺伝子型の違いによる変化は見られなかった。一方、X線（0.5Gy）誘発SCE頻度は、野生型細胞は変化しないが、ヘテロ変異（Lig4+/W）及びホモ変異（Lig4W/W）では頻度が増加した。また②Lig4W/W変異がテロメアSCE（T-SCE）に及ぼす影響を調べたところ、Lig4W/W変異は自然発生T-SCEを約3倍増加させた。一方、X線（0.5Gy）誘発T-SCEは、全ての細胞で頻度が増加し、その頻度はホモ変異で大きくなった。次に、③Lig4W/W変異が、交換型染色体異常である二動原体染色体形成に及ぼす影響について調べたところ、Lig4W/W変異はX線誘発二動原体形成頻度を著しく増加させることが明らかになった。このことは、Lig4W/W変異が、DNA切断端の再結合率を低下させるとともに、誤った再結合（二動原体染色体形成）を促進する効果があることを示唆している。

本研究の目的は、酵素活性ドメインに新規遺伝子変異を導入したDNAリガーゼⅣ（Lig4）がどのようなDNA２本鎖切断（DSB）修復異常を示し、さらにそのDSB修復異常がどのような生体影響を誘発するのかを明らかにすることである。そのために、本研究は、Lig4酵素活性ドメインの447番目のアミノ酸が、トリプトファン（W）からシステイン（C）に置換された（W447C）変異マウス（Lig4W/W）を材料に用いた。2022年度は、①姉妹染色分体交換（SCE）、②テロメアSCE（T-SCE）、及び③染色体異常の３つの指標について調べたので報告する。①Lig4W/W変異がSCEに及ぼす影響を調べたところ、自然発生SCE頻度については、Lig4遺伝子型の違いによる変化は見られなかった。一方、X線（0.5Gy）誘発SCE頻度は、野生型細胞は変化しないが、ヘテロ変異（Lig4+/W）及びホモ変異（Lig4W/W）では頻度が増加した。また②Lig4W/W変異がテロメアSCE（T-SCE）に及ぼす影響を調べたところ、Lig4W/W変異は自然発生T-SCEを約3倍増加させた。一方、X線（0.5Gy）誘発T-SCEは、全ての細胞で頻度が増加し、その頻度はホモ変異で大きくなった。次に、③Lig4W/W変異が、交換型染色体異常である二動原体染色体形成に及ぼす影響について調べたところ、Lig4W/W変異はX線誘発二動原体形成頻度を著しく増加させることが明らかになった。このことは、Lig4W/W変異が、DNA切断端の再結合率を低下させるとともに、誤った再結合（二動原体染色体形成）を促進する効果があることを示唆している。