2025/08/01 更新

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テラトウ　ヒロアキ
寺東　宏明
TERATO Hiroaki
所属
学術研究院教育研究マネジメント領域（自然生命） 教授
職名
教授
外部リンク

学位

  • 博士（理学） （ 広島大学 ）

研究キーワード

  • オキザニン

  • 塩基除去修復

  • 活性酸素

  • チミングリコール

  • ヌクレオチド除去修復

  • 放射線

  • Endo III

  • DNA複製

  • 突然変異

  • ヒストン

  • DNAグリコシラーゼ

  • クロスリンク

  • 窒素酸化物

  • DNA損傷

  • 放射線照射の影響 環境因子の生物に対する影響 酵素学 核酸の生化学

  • Influence of radiation exposure(=irradiation) Influence of environmental factors on organism Enzymology Biochemistry of nucleic acids

  • 一酸化窒素

  • DNA修復

  • 酸化損傷

  • DNA修復酵素

  • 放射線抵抗性

  • DNA

  • 塩基損傷

  • 脱アミノ化

  • ストレス応答

  • 付加体形成

  • 塩基対合

  • Endo VIII

  • シッフ塩基

  • 損傷乗り越え複製

  • 修復酵素

  • タンパク誘導

研究分野

  • 環境・農学 / 化学物質影響

  • 環境・農学 / 放射線影響

  • 環境・農学 / 環境影響評価

  • ライフサイエンス / 分子生物学

  • 環境・農学 / 環境政策、環境配慮型社会

学歴

  • 高知大学    

    1987年4月 - 1989年3月

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    国名： 日本国

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  • 高知大学   Graduate School, Division of Natural Science  

    - 1989年

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  • 高知大学    

    1983年4月 - 1987年3月

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    国名： 日本国

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  • 高知大学   Faculty of Science  

    - 1987年

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経歴

  • 岡山大学   自然生命科学研究支援センター   教授

    2018年4月 - 現在

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  • 佐賀大学   総合分析実験センター   准教授

    2010年5月 - 2018年3月

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  • 広島大学   大学院理学研究科   助手・助教

    1994年4月 - 2010年4月

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  • 広島大学   アイソトープ中央実験施設   助手

    1991年12月 - 1994年3月

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所属学協会

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委員歴

  • 日本原子力学会   中国・四国支部委員  

    2021年4月 - 現在   

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  • 日本アイソトープ協会中国・四国支部委員   中国・四国支部委員  

    2019年4月 - 現在   

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    団体区分：学協会

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  • 日本アイソトープ協会   放射線安全取扱部会本部委員  

    2019年4月 - 2024年3月   

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  • 佐賀県   佐賀県立図書館協議会委員  

    2016年4月 - 2018年3月   

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    団体区分：自治体

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  • 佐賀市   佐賀市空き家等審議会委員  

    2013年4月 - 2016年3月   

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    団体区分：自治体

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  • 佐賀市   佐賀市環境監査外部委員  

    2008年4月 - 2016年3月   

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    団体区分：自治体

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論文

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MISC

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講演・口頭発表等

  • NORM放射線源の212Pb/212Biジェネレーターを用いた非密封放射性同位元素の安全取扱実習

    今田結, 磯辺みどり, 永松知洋, 寺東宏明, 花房直志

    第５回日本放射線安全管理学会・日本保健物理学会合同大会  2024年12月16日 

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    開催年月日： 2024年12月16日 - 2024年12月18日

    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • 炭素イオン線を照射したプラスミドDNA上に生じる変異

    寺東宏明, 德山由佳, 磯辺みどり, 森加奈恵

    日本環境変異原ゲノム学会第53回大会  2024年12月8日 

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    開催年月日： 2024年12月7日 - 2024年12月8日

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • ガンマ線と炭素イオン線による塩基損傷と変異について

    寺東宏明, 磯辺みどり, 森加奈恵, 德山由佳

    日本放射線影響学会第67回大会  2024年9月27日 

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    開催年月日： 2024年9月25日 - 2024年9月28日

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • ガンマ線と炭素イオン線によって生じる塩基損傷と変異スペクトルの比較

    寺東宏明, 磯辺みどり, 森加奈恵, 德山由佳

    第48回中国地区放射線影響研究会  2024年8月23日 

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    開催年月日： 2024年8月23日

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • ホウ素化合物を投与したがん細胞内のホウ素の分布および化学状態の 放射光・光電子顕微鏡による解明

    脇田高徳, 井川和代, 池田直, 寺東宏明, 村岡祐治, 横谷尚睦

    日本物理学会 2024年春季大会  2024年3月19日 

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    開催年月日： 2024年3月18日 - 2024年3月21日

    記述言語：日本語  

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  • Visualization of boron distributions in cancer cells dosed with a boron delivery drug.

    Takanori Wakita, Kazuyo Igawa, Miyu Kaneda, Naoshi Ikeda, Hiroaki Terato, Yuji Muraoka, Takayoshi Yokoya

    The 28th Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation  2024年3月14日 

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    開催年月日： 2024年3月14日 - 2024年3月15日

    記述言語：英語  

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  • 中性子線によって生じるDNA損傷の特異性解析

    寺東宏明, 花房直志, 磯辺みどり, 櫻井良憲, 髙田卓志, 齊藤 毅

    京都大学複合原子力科学研究所第58回学術講演会  2024年1月31日 

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    開催年月日： 2024年1月31日 - 2024年2月1日

    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • 体表面汚染の評価精度の向上の取り組み

    今田結, 永松知洋, 磯辺みどり, 寺東宏明, 花房直志

    日本放射線安全管理学会第22回学術大会  2023年11月11日 

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    開催年月日： 2023年11月11日 - 2023年11月13日

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  • ガンマ線と炭素イオン線による塩基損傷と変異の比較

    寺東宏明, 德山由佳, 森加奈恵, 磯辺みどり

    日本環境変異原ゲノム学会第52回大会  2023年11月11日 

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    開催年月日： 2023年11月11日 - 2023年11月12日

    記述言語：英語  

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  • DNA base damage and mutations induced by carbon ion beams

    Hiroaki Terato, Yuka Tokuyama, Kanae Mori, Midori Isobe

    17th International Congress for Radiation Research  2023年8月27日 

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    開催年月日： 2023年8月26日 - 2023年8月30日

    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • Visualization of boron distributions on inorganic and organic material surfaces by PEEM.

    Takanori Wakita, Kazuyo Igawa, Miyu Kaneda, Naoshi Ikeda, Hiroaki Terato, Yuji Muraoka, Takayoshi Yokoya

    The 27th Hiroshima International Symposium on Synchrotron Radiation  2023年3月9日 

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    開催年月日： 2023年3月9日 - 2023年3月10日

    記述言語：英語  

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  • 同時使用の制限を行うグループ別管理の導入とその実践のための取り組み

    今田結, 磯辺みどり, 永松知洋, 花房直志, 寺東宏明

    第4回日本保健物理学会・日本安全管理学会合同大会  2022年11月25日 

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    開催年月日： 2022年11月24日 - 2022年11月26日

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • キャビテーション高電圧パルス放電プラズマによる殺菌効果

    寺東宏明, 德山由佳, 西山博稀, 松永貴志, 吉田祐紀, 猪原哲

    日本防菌防黴学会第49回年次大会  2022年9月27日 

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    開催年月日： 2022年9月26日 - 2022年9月27日

    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • 原子炉中性子線によって生じるDNA損傷の特性について

    寺東宏明, 齊藤毅, 松田外志朗

    日本放射線影響学会第65回大会  2022年9月16日 

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    開催年月日： 2022年9月15日 - 2022年9月17日

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 細胞培養用培地におけるラドンの溶解・散逸特性の時間依存性に関する検討

    村上海斗, 片岡隆浩, 直江翔太, 藤本有希, 雪峰諒平, 田中歩, 神﨑訓枝, 迫田晃弘, 寺東宏明, 山岡聖典

    第46回中国地区放射線影響研究会  2022年9月7日 

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    開催年月日： 2022年9月7日

    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 同時使用の制限を行うグループ別管理の導入とその実践のための取り組み

    花房直志, 永松知洋, 今田結, 磯辺みどり, 寺東宏明

    第3回日本放射線安全管理学会・日本保健物理学会合同大会  2021年12月1日 

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    開催年月日： 2021年12月1日 - 2021年12月3日

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  • 原子炉中性子線によって生じるDNA損傷の収率とスペクトル

    寺東宏明, 德山由佳, 森加奈恵, 齊藤毅, 松田外志朗

    日本環境変異原ゲノム学会第50回記念大会  2021年11月1日 

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    開催年月日： 2021年11月1日 - 2021年11月2日

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  • ラドン吸入によるマウス諸臓器中のレドックス状態の変化特性とDNA酸化損傷の抑制効果の検討

    片岡隆浩, 首藤妃奈, 直江翔太, 矢野準喜, 神﨑訓枝, 迫田晃弘, 田中裕史, 花元克巳, 光延文裕, 寺東宏明, 山岡聖典

    本原子力学会中国四国支部研究発表会  2021年10月30日 

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    開催年月日： 2021年10月30日

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  • 重粒子放射線によって誘発されるDNA損傷と変異

    寺東宏明, 磯辺みどり, 德山由佳, 森加奈恵, 平山亮一

    日本放射線影響学会第64回大会  2021年9月22日 

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    開催年月日： 2021年9月22日 - 2021年9月24日

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  • ラドン吸入はマウス脳・腎臓・小腸のDNA酸化損傷を抑制する

    片岡隆浩, 首藤妃奈, 直江翔太, 矢野準喜, 神﨑訓枝, 迫田晃弘, 田中裕史, 花元克巳, 光延文裕, 寺東宏明, 山岡聖典

    日本放射線影響学会第64回大会  2021年9月22日 

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    開催年月日： 2021年9月22日 - 2021年9月24日

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  • Alteration of redox state following radon inhalation depends on the antioxidant capacity of organs

    Takahiro Kataoka, Norie Kanzaki, Akihiro Sakoda, Hina Shuto, Junki Yano, Shota Naoe, Hiroshi Tanaka, Katsumi Hanamoto, Hiroaki Terato, Fumihiro Mitsunobu, Kiyonori Yamaoka

    20th Biennial Meeting of SFRR International  2021年3月15日 

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    開催年月日： 2021年3月15日 - 2021年3月18日

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  • ラドン吸入による諸臓器中のレドックス状態の変化特性に関する比較検討

    矢野準喜, 片岡隆浩, 神﨑訓枝, 迫田晃弘, 首藤妃奈, 直江翔太, 田中裕史, 花元克巳, 寺東宏明, 光延文裕, 山岡聖典

    日本原子力学会中国・四国支部第14回研究発表会・令和2年度第1回講演会  2020年12月12日 

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    開催年月日： 2020年12月12日

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  • 放射線によって生じるDNA損傷の特徴について〜ガンマ線、粒子線、中性子線を使った実験結果から 招待

    寺東宏明

    日本原子力学会中国・四国支部第14回研究発表会・令和2年度第1回講演会  2020年12月12日 

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    開催年月日： 2020年12月12日

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  • セラミックス遮へい材のガンマ線遮へい能力評価について

    寺東宏明, 磯辺みどり, 岡田成史, 森宏行

    日本放射線安全管理学会 第19回学術大会  2020年12月9日 

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    開催年月日： 2020年12月9日 - 2020年12月11日

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  • 自然起源放射性物質を利用した非密封放射性同位元素の安全取扱実習の実践

    花房直志, 永松知洋, 今田結, 磯辺みどり, 寺東宏明

    日本放射線安全管理学会第19回学術大会  2020年12月9日 

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    開催年月日： 2020年12月9日 - 2020年12月11日

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  • 重粒子放射線によって生じるDNA損傷と変異スペクトルの解析

    寺東宏明, 磯辺みどり, 瀧川真帆, 德山由佳, 森加奈恵, 平山亮一

    日本環境変異原学会第49回大会  2020年11月26日 

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    開催年月日： 2020年11月26日 - 2020年11月27日

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  • 岡山大学における新型コロナウイルス対策を踏まえた放射線管理について

    寺東宏明, 花房直志, 永松知洋, 磯辺みどり, 今田結, 寺田輝子

    日本アイソトープ協会令和２年度放射線安全取扱部会年次大会  2020年11月2日 

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    開催年月日： 2020年11月2日 - 2020年11月30日

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  • 重粒子線によって生じるDNA 損傷と変異スペクトル

    寺東宏明, 磯辺みどり, 瀧川真帆, 德山由佳, 森加奈恵

    第45回中国地区放射線影響研究会  2020年8月7日 

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    開催年月日： 2020年8月7日

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  • 主成分分析を用いたラドン吸入によるマウス諸臓器中の酸化ストレスの評価

    片岡隆浩, 神﨑訓枝, 迫田晃弘, 首藤妃奈, 矢野準喜, 直江翔太, 田中裕史, 花元克巳, 寺東宏明, 光延文裕, 山岡聖典

    第45回中国地区放射線影響研究会  2020年8月7日 

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    開催年月日： 2020年8月7日

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  • Functional interaction between mitotic kinases and p53 family proteins

    瀧川真帆, 笹井香織, 寺東宏明, 片山博志

    第45回中国地区放射線影響研究会  2020年8月7日 

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    開催年月日： 2020年8月7日

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  • 企画シンポジウム 放射線防護の喫緊課題への提案〜職業被ばくの個人線量管理と緊急時対応人材の確保～第１部 職業被ばくの個人線量管理～流動性の高い現場の問題～大学の実状と課題 招待

    寺東宏明

    日本保健物理学会第53回研究発表会  2020年6月29日 

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    開催年月日： 2020年6月29日 - 2020年6月30日

    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • Chromosomal DNA Damage Induced by Low Dose Rate Gamma-Rays.

    Hiroaki TERATO, Hiroshi YASUDA

    The 4th International Symposium of the Network-type Joint Usage/Research Center for Radiation Disaster Medical Science  2020年2月12日 

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    開催年月日： 2020年2月12日 - 2020年2月13日

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  • The DNA damage and mutations induced by heavy ion beam.

    Hiroaki Terato, Yuka Tokuyama, Kanae Mori, Ryoichi Hirayama

    ACEM/JEMS 2019  2019年11月18日 

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    開催年月日： 2019年11月18日 - 2019年11月20日

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  • 原子炉中性子によって生じるDNA損傷とその生物影響

    寺東宏明, 磯辺みどり, 花房直志, 德山由佳, 森加奈恵, 齊藤剛, 松田外志朗, 山西弘城

    日本放射線影響学会第62回大会  2019年11月14日 

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    開催年月日： 2019年11月14日 - 2019年11月16日

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  • マウス諸臓器におけるラドン吸入による過酸化水素の産生に伴う酸化ストレスの評価

    片岡隆浩, 神崎訓枝, 迫田晃弘, 石田毅, 首藤妃奈, 矢野準喜, 田中裕史, 花元克巳, 寺東宏明, 光延文裕, 山岡聖典

    日本放射線影響学会第62回大会  2019年11月14日 

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    開催年月日： 2019年11月14日 - 2019年11月16日

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  • シンポジウムⅢ 改正RI法令への対応事例, 1 予防規程および関連規則改定の実例 招待

    寺東宏明

    令和元年度日本アイソトープ協会放射線安全取扱部会年次大会  2019年10月24日 

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    開催年月日： 2019年10月24日 - 2019年10月25日

    会議種別：口頭発表（招待・特別）  

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  • 水中放電プラズマ殺菌におけるDNA傷害機構の関与

    寺東宏明, 德山由佳, 工藤健一, 境智弘, 伊藤博則, 猪原哲

    日本防菌防黴学会第46回年次大会  2019年9月25日 

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    開催年月日： 2019年9月25日 - 2019年9月26日

    会議種別：ポスター発表  

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  • ラドン吸入による抗酸化機能の亢進がマウス諸臓器中の過酸化水素産生に及ぼす作用

    片岡隆浩, 神﨑訓枝, 迫田晃弘, 石田毅, 首藤妃奈, 矢野準喜, 田中裕史, 花元克巳, 寺東宏明, 光延文裕, 山岡聖典

    日本原子力学会中国・四国支部第13回研究発表会  2019年9月20日 

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    開催年月日： 2019年9月20日

    会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Yields of DNA damage in the cells irradiated with low dose rate gamma-rays.

    Hiroaki Terato, Yuka Tokuyama, Kanae Mori, Hiroshi Yasuda

    16th International Congress of Radiation Research  2019年8月25日 

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    開催年月日： 2019年8月25日 - 2019年8月29日

    会議種別：ポスター発表  

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  • Basic study on suppression effects of active oxygen diseases by radon inhalation and its mechanism.

    Takahiro Kataoka, Norie Kanzaki, Akihiro Sakoda, Tsuyoshi Ishida, Hiroshi Tanaka, Katsumi Hanamoto, Hiroaki Terato, Fumihiro Mitsunobu, Kiyonori Yamaoka

    16th International Congress of Radiation Research  2019年8月25日 

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    開催年月日： 2019年8月25日 - 2019年8月29日

    会議種別：ポスター発表  

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  • ラドン吸入によるマウス諸臓器中の過酸化水素産生に関する基礎的検討

    片岡隆浩, 神崎訓枝, 迫田晃弘, 石田毅, 首藤妃奈, 矢野準喜, 花元克巳, 寺東宏明, 光延文裕, 山岡聖典

    第44回中国地区放射線影響研究会  2019年8月2日 

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    開催年月日： 2019年8月2日

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  • 1Mジメチルスルホキシド存在下で重粒子放射線によって生じるDNA損傷と変異

    德山由佳, 森加奈恵, 平山亮一, 古澤佳也, 寺東宏明

    日本放射線影響学会第61回大会  2018年11月8日 

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    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • 水中放電プラズマによる殺菌応用について

    寺東宏明, 徳山由佳, 猪原哲, 西山博稀, 吉田祐紀, 松永貴志

    プラズマ核融合学会  2017年12月16日 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 重粒子放射線の直接作用により生じる変異解析とDNA損傷分析

    徳山由佳, 森加奈恵, 平山亮一, 古澤佳也, 寺東宏明

    日本放射線影響学会第60回大会  2017年10月26日 

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    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • 低線量率放射線によって生じる細胞内DNA損傷の動態

    寺東宏明, 徳山由佳, 澤尻昌彦, 保田浩志

    日本放射線影響学会第60回大会  2017年10月26日 

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    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • 水中放電プラズマによる酸化DNA損傷と突然変異．

    德山由佳, 工藤健一, 境智弘, 伊藤博則, 猪原哲, 寺東宏明

    日本環境変異原学会第45回大会  2016年11月17日 

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    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • Repair for clustered DNA damage induced by heavy ion beam irradiation.

    The 10th 3R Symposium  2016年11月14日 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • 重粒子放射線により生じるクラスターDNA損傷の修復動態と変異解析．

    德山由佳, 平山亮一, 寺東宏明

    日本放射線影響学会第59回大会  2016年10月27日 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • Clustered and isolated oxidative DNA damages induced by atomic reactor neutron radiations.

    15th International Congress of Radiation Research  2015年5月26日 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • Clustered DNA damage by heavy ion beams irradiation and the post-irradiating repair process.

    15th International Congress of Radiation Research  2015年5月26日 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • Mass spectrometric analysis or oxidative DNA damages induced by high LET ionizing radiations.

    The 41st International Symposium on Nucleic Acids Chemistry  2014年11月6日 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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  • 水中放電プラズマによる大腸菌殺菌へのDNA酸化損傷の寄与．

    工藤健一, 伊藤博徳, 猪原 哲, 寺東宏明

    日本放射線影響学会第57回大会  2014年10月2日 

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    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • 重粒子線照射によるクラスターDNA損傷の生成とその修復．

    徳山由佳, 平山亮一, 古澤佳也, 井出博, 寺東宏明

    日本放射線影響学会第57回大会  2014年10月2日 

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    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • 放電プラズマにより生成する酸化DNA損傷の分析．

    工藤健一, 伊藤博徳, 猪原哲, 寺東宏明

    日本放射線影響学会第56回大会  2013年10月19日 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 中等度放射線耐性菌Kocuria rosea のゲノム解析．

    鈴木克之, 寺田峻, 吉本一至, 工藤健一, 寺東宏明

    日本放射線影響学会第56回大会  2013年10月19日 

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    記述言語：日本語   会議種別：ポスター発表  

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  • 重粒子線照射された細胞のクラスターDNA損傷および孤立DNA損傷生成収率．

    徳山由佳, 古澤佳也, 寺東宏明

    日本放射線影響学会第56回大会  2013年10月18日 

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    記述言語：日本語   会議種別：口頭発表（一般）  

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  • 放射線の種類によるDNA損傷生成収率の変化－実験データを元に 招待

    寺東 宏明

    第23回日本数理生物学会大会  2013年9月14日 

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    記述言語：日本語   会議種別：シンポジウム・ワークショップ パネル（指名）  

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  • Quantitative characteristics of clustered DNA damage in irradiated cells by heavy ion beams.

    Heavy Ion in Therapy and Space Radiation Symposium  2013年5月16日 

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    記述言語：英語   会議種別：ポスター発表  

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Works（作品等）

  • 細胞内酸化的塩基損傷の検出系の確立

    2001年

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  • 酸化プリン損傷修復酵素OGG1の酵素特性の研究

    2000年

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  • Characterization of oxoguanine DNA glycosylase, OGG1

    2000年

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  • 脱塩基損傷高感度検出系の開発

    1998年

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  • 酸化的ピリミジン損傷の哺乳類修復酵素の研究

    1998年

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  • 酸化的DNA損傷の生物影響の研究

    1996年
    -
    1999年

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受賞

  • 寺島論文賞

    2010年11月   日本放射線影響学会  

    寺東 宏明

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共同研究・競争的資金等の研究

  • 重粒子線、BNCT、アルファ線内用療法におけるDNA損傷と変異の関与

    研究課題/領域番号：22K12372  2022年04月 - 2025年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    寺東 宏明

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    配分額：4160000円 （ 直接経費：3200000円 、 間接経費：960000円 ）

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  • キャビテーション放電プラズマ方式を使った水質浄化装置の実用化のための研究

    研究課題/領域番号：20K04446  2020年04月 - 2023年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    猪原 哲, 寺東 宏明

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    配分額：4420000円 （ 直接経費：3400000円 、 間接経費：1020000円 ）

    循環型社会と安全安心が担保された社会を世界的な視点で実現するためには，水質浄化を含めた水処理は必須の課題であるものの，高度化・多様化した現在は，既存の水処理技術では限界がある。本研究は，水中プラズマを使った水処理装置の実用化を目指したものである。独自のプラズマ発生方式である「水中キャビテーション放電」を採用し，実用化のために必要な知見を明らかにすることを目的とした。当初の2020年度の実施計画は，プラズマリアクタの設計・試作を行い，プラズマ発生テストおよび殺菌効果の実証することであった。
    今年度の初期の研究において、実際の現地の被処理水の導電率（約50mS/m、国内の約5倍）を想定した電極設計とリアクタ設計が必要になることが分かった。これを受けて、イオン交換樹脂カートリッジを水処理装置に組み込み、プラズマ発生を促進する方法を検討したが、必要流量と水圧との関係からさらに検討が必要であることが分かった。高導電率中でも十分なプラズ発生が得られるためには、電極部でのキャビテーション気泡量を増加させる必要がある。３Ｄプリンターを用いて各種条件のリアクタを製作し、電極設置条件に対する気泡発生量の最適条件を実験的に調べた。

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  • パルス高電圧印加を利用した温帯果樹の休眠打破技術の構築

    研究課題/領域番号：17K06305  2017年04月 - 2020年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    猪原 哲, 寺東 宏明, 山根 久代

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    配分額：4810000円 （ 直接経費：3700000円 、 間接経費：1110000円 ）

    気候変動による気温上昇は農作物に影響を与え，特に温帯果樹への影響が大きい。温帯果樹は生育サイクルの中で休眠を行うが，休眠覚醒は気温上昇に著しい影響を受ける。休眠覚醒が十分でないと開花・結実不良などにより収穫量の減少につながる。シアナミド剤が休眠打破剤として使われているが効果は十分でない。本研究は，温帯果樹の休眠打破技術開発のための基礎的研究である。モモを実験試料として選択し，パルスパワー印加による発芽率の変化と植物ホルモンの定量分析を行った。その結果，パルスパワー印加によってアブシジン酸濃度に変化が見られ，パルスパワー印加が休眠覚醒における生理的作用に寄与していることが明らかになった。

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  • 水中キャビテーション放電を用いた大容量・高速水処理装置に関する基礎的研究

    研究課題/領域番号：26420238  2014年04月 - 2017年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    猪原 哲, 寺東 宏明

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    配分額：4420000円 （ 直接経費：3400000円 、 間接経費：1020000円 ）

    本研究は、プラズマを用いて、大容量の排水を高速で処理する技術を構築するための基礎的研究である。特に水中キャビテーションとプラズマを併用する点が特長である。特に本研究では，処理容器を１度通過させるだけで殺菌処理するための方法，基礎的知見を得ることを目標とした。水中の初期密度2×1015 m-3の大腸菌を用い，6秒の処理時間で約83%の殺菌率が得られ，このリアクタの通過回数は1回に相当する。また18秒の処理時間では3.3%の生存率が得られ、この処理時間はパス数が3回に相当する。したがって、15対（＝5×3）の電極を用いればパス数1回で90%以上の殺菌率が得られ、投入電力は約150Wと推測できる。

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  • 放射線誘発塩基損傷クラスターの量的・質的解析による放射線生物効果の機構解明

    研究課題/領域番号：25340034  2013年04月 - 2016年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    寺東 宏明, 近藤 敏広, 徳山 由佳

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    配分額：4030000円 （ 直接経費：3100000円 、 間接経費：930000円 ）

    この研究は、放射線特異的損傷として知られるクラスターDNA損傷の質的・量的解析と、その照射後の修復プロセスを解析し、重粒子放射線生物影響の分子機構を解明することを目的とする。CHO細胞を炭素、ケイ素、アルゴン、鉄の各イオン線で照射し、細胞ごと電気泳動を行い、染色体に生じたクラスターDNA損傷を分析した。各イオン線のLETは13、55、90、200 keV/μmである。電気泳動の結果、LETの増加に応じて、クラスターDNA損傷の収率が低下することがわかった。一方、照射後培養実験の結果から塩基除去修復酵素遺伝子の欠損が重粒子線の生物効果表出に関わっていることが示唆された。

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  • シックハウス症候群に対する高感度プローブとしてのＤＮＡ付加体損傷の解析

    研究課題/領域番号：24655143  2012年04月 - 2016年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    近藤 敏弘, 寺東 宏明, 徳山 由佳, 市場 正良

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    配分額：2080000円 （ 直接経費：1600000円 、 間接経費：480000円 ）

    本研究はシックハウス症候群の原因物質であるホルムアルデヒドが誘起する結果として発がんにおけるＤＮＡ付加体損傷の分析方法を検討した。標準物質であるデオキシリボヌクレオチド３リン酸(dNTPs)の高速液体クロマトグラフィーによる分離条件を検討した。ホルムアルデヒドによるdNTPとアミノ酸の試験管内反応実験を行いHPLCにてdNTP-アミノ酸付加体のシグナルを検索しシグナルピークを検出したが、質量分析では確認できなかった。高速液体クロマトグラフィー質量分析計（LC/MS)で４種類の標準物質dNTPsの分離を確認した。

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  • パルス高電圧印加による温帯果樹の生育制御に関する基礎的研究

    研究課題/領域番号：24656191  2012年04月 - 2014年03月

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  挑戦的萌芽研究

    猪原 哲, 寺東 宏明, 山根 久代

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    配分額：3510000円 （ 直接経費：2700000円 、 間接経費：810000円 ）

    本研究では，モモの枝に高電圧パルスを印加し，生育の効果を実験的に調べた．モモ枝の長さは70mm，電圧値は5～30kVまで変化させ，パルス電圧のパルス幅は500ns一定とした．7月から翌年１月までの期間でモモ枝に高電圧パルスを印加し，栽培の期間において発芽の様子を観察することによって電圧印加の効果を調べた．モモ枝への投入エネルギーは約5～10mJ程度であり，2Hzの周波数で印加した．その結果，休眠期間においては，印加により発芽率は下がる傾向にあることが分かった．

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  • チミン酸化損傷5-ホルミルウラシルに対する生体内修復機構FOシステムの全容解明

    研究課題/領域番号：22510062  2010年 - 2012年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    寺東 宏明, 近藤 敏弘, 徳山 由佳

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    配分額：3120000円 （ 直接経費：2400000円 、 間接経費：720000円 ）

    本研究は主要なチミン酸化損傷5-ホルミルウラシル(5-foU)の生体内修復機構の全容解明を目的として行った。ここで想定する5-foU修復システム(FOシステム)は(1)非誤対合性5-foU の除去修復、(2)誤対合5-foU 誘発突然変異の抑制機構、(3)5-fodUTP分解によるヌクレオチドプール浄化である。本研究の結果、5-foU修復機構の全貌解明の端緒が開かれるとともに、関連した損傷分析技術の開発による分析化学的成果が得られた。

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  • ATP依存性プロテアーゼ系と共役したDNAータンパク質クロスリンク修復機構

    研究課題/領域番号：18310039  2006年 - 2008年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    井出 博, 田内 広, 寺東 宏明

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    配分額：18330000円 （ 直接経費：15600000円 、 間接経費：2730000円 ）

    DNA-タンパク質クロスロスリンク(DPC)は,タンパク質がDNAに共有結合して生じるゲノム損傷であるが,その修復機構は解明されていない。これまでの大腸菌を用いた研究で,DPC修復にはヌクレオチド除去修復(NER)と相同組換え(HR)が関与していることが明らかとなった。さらに,NERで働くUvrABCヌクレアーゼが除去できるクロスリンクタンパクのサイズには上限があり,これ以上のサイズのタンパクを含むDPCは,HRで回避されることが示された。本年度は,DPCに対するHR機構の詳細を検討した。
    大腸菌のHRは,RecBCD依存的経路あるいはRecFOR依存的経路で進行する。DPCのHRに対する両経路の関与を明らかにするため,recBおよびrecF欠損株のDPC誘発剤感受性を調べた。recBは高感受性を示したが,recFはまったく感受性を示さなかった。RecFOR経路で働くrecJ,recQの欠損株も感受性は示さなかった。
    したがって,DPCのHRはRecBCD依存的経路のみで進行し,これはゲノム損傷のHRにおいてDPCに特徴的な応答であることが示された。HRのpostsynaptic stageで働く因子を調べた結果,ruvAB,ruvC,recG欠損株がDPC誘発剤に高感受性を示した。RuvABおよびRuvCは,Holliday構造の移動と解消に関わっていると考えられるが,RecGの役割についてはさらに検討が必要である。HR後の複製再開に関わる因子を明らかにするため,priA,priB,priC,rep欠損株の感受性を調べた。priA欠損株は高感受性を示したが,priBおよびpriC欠損株は弱い感受性で,rep欠損株は感受性を示さなかった。したがって,複製再開はPriA-PriBあるいはPriA-Pric経路で進行し,両経路は相補的に働いていると考えた。

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  • クラスター損傷の直接検出に基づく新規定量法の開発

    研究課題/領域番号：17651029  2005年 - 2006年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  萌芽研究

    井出 博, 寺東 宏明, 古澤 佳也

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    配分額：3400000円 （ 直接経費：3400000円 ）

    前年度は,モデルオリゴヌクレオチド基質を用いてクラスター損傷の解析法を検討した。本年度は,細胞内におけるクラスター損傷の生成量を解析し,損傷生成量とLETの関係およびDNA修復の影響を検討した。
    照射にはAA8細胞(修復野生型)と塩基除去修復経路の最終段階で働くXRCC1を欠損したEM9細胞を用い,γ線(0.2keV/mm),Cイオン(13keV/mm),Feイオン(200keV/mm)で照射した。照射した細胞の一部は,コロニー形成により生存率を調べ,残りはクラスター損傷(DNA二重鎖切断)を評価するため,アガロースプラグに包埋しスタティックフィールドゲル電気泳動により分析した。AA8細胞の生存率は,いずれの放射線でも照射線量の増加とともに対数的に減少したが,同一線量ではLET上昇とともに低下した。また,EM9細胞(XRCC1-)とAA8C細胞(野生株)のCイオンに対する生存率を比較し,EM9細胞の感受性が高いことを見出した。DNA二重鎖切断発生量は,プラグからリリースされたDNAバンドの強度を指標とした。二重鎖切断発生量はLET増加とともに減少し,細胞生存率のLET依存性とは逆の関係を示すことが分かった。in vitroにおけるDNA照射でもクラスター損傷生成効率とLETの問には逆相関認められた。以上のin vivoおよびin vitroの結果は,放射線によるクラスター損傷の生成量と生物効果の重篤度が単純な相関関係にはないことを示す。さらに,放射線の生物効果の重篤度には,クラスター損傷の構造と細胞内プロセシングが関わっている可能性を示唆する。今後,細胞レベルでより詳細なクラスター損傷の解析を行い,クラスター損傷の実態と生物効果の関連を明らかにしていく。

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  • 酸化DNA損傷を認識する塩基除去修復酵素の網羅的同定と機能解析

    研究課題/領域番号：15310038  2003年 - 2005年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    井出 博, 寺東 宏明, 久保 喜平

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    配分額：15300000円 （ 直接経費：15300000円 ）

    本研究では,哺乳類の酸化DNA損傷修復機構の解明を目的として,酵素精製法と酵素トラップ法を併用し,酸化損傷修復に関わるDNAグリコシラーゼを同定した。さらに,既知および新規に同定した酵素の詳細な機能解析を行った。研究成果は以下の通りである。
    (1)oxanineを含むDNAを酵素トラッププローブとして,HeLa細胞のDNA損傷認識タンパク質探索を行った。トラップ生成物のSDS-PAGE分析では,28〜69kDaの間に14のバンドが確認された。mass fingerprintingで同定されたタンパク質には,ヒストンの外にDNA修復に関与が推測されるがタンパク質複数含まれており,現在,修復への関与を調べている。
    (2)ラット肝臓を出発材料として5-formyluracil(fU)除去活性の精製を行い,同活性がrSMUG1であることを示した。さらに,ヒトホモログhSMUG1は,uracil(U)および5位に酸化置換基を持つU損傷(fU,5-hydroxymethyluracil,5-hydroxyuracil)を特異的に除去し,HeLa細胞中の主要活性であることを示した。SMUG1は,従来の修復酵素とは明らかに異なる損傷特異性と基質認識機構を持ち,酸化損傷修復酵素の新規なメンバーであることを明らかにした。
    (3)ヒトDNAグリコシラーゼ(hNTH1,hNEIL1,hNEIL2)の酵素特性を大腸菌ホモログと比較検討した。酸化DNA損傷の修復機構(塩基除去修復)は,大腸菌とヒトで基本的に保存されているが,個々の酵素の機能は両者で大きく異なっている部分があることを示した。
    (4)大腸菌および酵母には,新規な塩基損傷修復機構としてEndo IVおよびApn1により開始されるヌクレオチド切断修復機構がありは,細胞内おいてこれまでに知られている塩基除去修復機構と相補的に働いている可能性が示唆した。

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  • 窒素酸化物によって誘発されるDNA塩基損傷の突然変異発生機構とその修復機構の解明

    研究課題/領域番号：15510054  2003年 - 2004年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(C)

    寺東 宏明

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    配分額：3200000円 （ 直接経費：3200000円 ）

    1.窒素酸化物によって生じるグアニン脱アミノ生成物の複製エラー誘発活性(Nakano et al.,Mutagenesis,20,209-216)
    窒素酸化物によって生じるグアニンの脱アミノ生成物であるキサンチン(Xan)、オキザニン(Oxa)、およびその二次的付加生成物のモデル分子であるオキザニン-スペルミン複合体(Oxa-SP)の生物影響を検討するため、これら損傷を部位特異的に含有する基質DNAに対するDNAポリメラーゼの伸長活性および挿入活性を観察した。大腸菌NAポリメラーゼIの損傷鋳型に対する伸長活性はG(1)>Oxa(0.19)>Xan(0.12)>AP(0.088)>Oxa-SP(0.035)であった。挿入塩基対合性は、Xanに対しTMP(16%)、dGMP(14%)、Oxaに対しdTMP(49%)で、Oxa-SPは極めて高い伸長阻害反応を示した(dAMP;13%)。以上の結果から、これらの損傷が高い頻度で複製エラーを誘発し、重篤な生物影響を示すことを明らかにするとともに、その生物影響の表出機構は、各損傷で異なることが分かった。
    2.オキザニンおよびその付加体損傷に対する修復活性(Nakano et al.,Nucleic Acids Res.,33,2181-2191)
    これまで、よく分かっていなかったOxaおよびその付加生成物の修復機構について検討を行った、はじめに大腸菌およびヒト由来の精製DNAグリコシラーゼおよびHeLa核抽出物のOxa除去活性を検討したが、ほとんど活性が認められなかった。そこで精製UvrABC複合体およびHeLa核抽出物のOxa-SP含有基質に対する活性を検討し、ヌクレオチド除去修復(NER)活性が認められた。以上の結果は、Oxaが生体内で速やかに付加体損傷に変換し、NERによって修復されることを示している。

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  • 生物の遺伝情報維持機構に関する研究

    2003年

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    資金種別：競争的資金

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  • Molecular mechanism of genetic integrity in biological systems

    2003年

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    資金種別：競争的資金

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  • NOにより形成されるDNA-タンパク質クロスリンクの遺伝的影響と修復

    研究課題/領域番号：14026033  2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究

    井出 博, 寺東 宏明

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    配分額：4300000円 （ 直接経費：4300000円 ）

    細菌やウィルスの感染に伴う炎症は発癌リスク因子であることから,炎症と発癌の関係を過剰産生されたNOとの関連から検討する必要がある。NOとグアニンの反応で生じるオキザニンは,生体ポリアミンやDNA結合タンパクとクロスリンクを形成する。
    本研究では,細胞内におけるオキザニンのクロスリンク標的分子を探索するとともに,クロスリンク生成物のDNA複製に対する影響と修復機構を検討した。その結果,HeLa細胞内の主要クロスリンク標的分子として,41kDaおよび69kDaのタンパクの存在が確認された。前者の候補としては8-oxoguanine-DNA glycosylase (hOGG1)が考えられたが,hOGG1抗体を用いたクロスリンク阻害実験から,同タンパクはhOGG1ではないことが明らかとなった。DNA複製については,オキザニン-スペルミンクロスリンク生成物の影響を調べた。同クロスリンク損傷は強いDNA複製阻害効果を示したが,損傷乗り越え合成(translesion synthesis)も起こることが明らかとなった。オキザニン-スペルミンクロスリンク生成物では,塩基対形成に必要な水素結合部位が修飾を受けていることから,損傷乗り越え合成では,本来取り込まれるべきdCMP以外のヌクレオチドの取込が予想される。クロスリンク生成物の修復については,UvrABC酵素のオキザニン-スペルミンクロスリンク生成物に対する反応を検討した。UvrABCは損傷特異的なDNA切断活性を示したことから,クロスリンク生成物修復に対するヌクレオチド除去修復の関与が明らかとなった。真核生物においても同様な結果が予想されることから,ヒトのヌクレオチド除去修復再構成系を用いて同修復機構の関与を確認するとともに修復効率の定量的な解析を行う必要がある。

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  • NOにより形成されるDNA-タンパク質クロスリンクの遺伝的影響と修復

    研究課題/領域番号：13214071  2001年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究(C)

    井出 博, 寺東 宏明

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    配分額：4400000円 （ 直接経費：4400000円 ）

    異物進入に対するマクロファージの活性化により生体内で発生するNO及びこれに由来する窒素酸化物の遺伝子レベルでの直接的な毒性や発がんへの関与については未知の部分が多い。これまでの研究から,生物学的に意味のある低濃度のNOの暴露では,DNA損傷としてオキザニンが生成することが示された。オキザニンの構造を考慮すると,核内に存在する低分子アミンやDNA結合タンパク質と損傷がクロスリンクし,二次的に形成されたDNA損傷が細胞致死や突然変異を誘発する可能性がある。そこで,オキザニンを特異的に含むDNA基質を用いて生体ポリアミンとの反応を検討した結果,実際にクロスリンク生成物が生じることが明らかとなった。さらに,オキザニンを含むDNAと核内に存在するDNA結合タンパク質の間でクロスリンクが形成されるか検討した。その結果,オキザニンは,ヒストン,HMGタンパク質,プリン塩基損傷修復酵素(hOGG1等)とクロスリンクを形成すること,さらに,クロスリンク形成速度は,ヒストン・HMGタンパク質に比べDNA修復酵素の方が圧倒的に速いことが明らかとなった。DNA修復酵素で反応が起こったことは,オキザニンがDNA-タンパク質クロスリンクの前駆体としてだけでなく,修復酵素の自殺基質としても重要であることを示している。HeLa細胞の核抽出物を用いた実験でも,抽出物中にオキザニンとクロスリンクする複数のタンパク質が存在することが示された。クロスリンク反応に関与するタンパク質中のアミノ酸を推定するために,個々のアミノ酸の反応性を検討した結果,アルギニン及びリジン側鎖が反応に関与することが示された。クロスリンク修復に対するヌクレオチド除去修復機構の関与を調べるために,DNA-タンパク質クロスリンクを含む長鎖DNA基質を調製した。

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  • DNAアレイを用いた遺伝子損傷のゲノムマッピング法の開発

    研究課題/領域番号：12558060  2000年 - 2002年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    井出 博, 久保 喜平, 寺東 宏明, 大山 義彦, 佐々本 一美

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    配分額：13500000円 （ 直接経費：13500000円 ）

    本研究では,DNA脱塩基部位選択的な標識法(ARP法),特定の損傷塩基を認識するDNAグリコシラーゼ処理,及びDNAアレイを組み合わせることにより,ゲノム全体にわたる遺伝子損傷分析法を開発するための基礎研究を行った。
    ゲノム中の遺伝子単位で損傷を検出するためには,従来用いてきた発色法よりさらに高感度な検出法が必要である。ペルオキシダーゼ基質として化学発光試薬を用いることにより,10^6ヌクレオチドあたり1-2個の脱塩基部位が検出可能となった。次に,損傷塩基をARP検出可能な脱塩基部位に定量的に変換するためのDNAグリコシラーゼ処理条件を検討した。その結果,10^4ヌクレオチドあたりそれぞれ2.5個の酸化ピリミジン損傷及び酸化プリン損傷を含むDNA(10μg)では,Endo III(酸化ピリミジン損傷を認識),hOGG1(酸化プリン損傷を認識)共に,1μgの酵素と37℃で1時間インキュベートすることにより,損傷塩基を定量的に脱塩基部位に変換できることが分かった。さらに,ARP法とDNAアレイを組み合わせた損傷検出を行った。FASL, c-myc, XPB遺伝子(約1kb)をメンブレンに固定化しDNAアレイを作製した。10^4ヌクレオチドあたり1個の脱塩基部位を含むc-mycDNAを調製し,脱塩基部位をARP標識することにより,プローブDNAを作製した。条件IIを用いてプローブをDNAアレイにハイブリダイゼーションし,化学発光を検出した。DNAアレイのc-myc遺伝子に対しては強い化学発光が認められたが,FASL及びXPB遺伝子では認められなかった。以上の研究により。ARP法,DNAグリコシラーゼ処理,及びDNAアレイを組み合わせた遺伝子特異的なDNA損傷検出のための基礎技術が確立された。

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  • NOにより形成されるDNA-タンパク質クロスリンクの遺伝的影響と修復

    研究課題/領域番号：12213091  2000年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究(C)

    井出 博, 寺東 宏明, 大山 義彦

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    配分額：3100000円 （ 直接経費：3100000円 ）

    NOおよびこれに由来する窒素酸化物の遺伝子レベルでの毒性や発がんへの関与については未知の部分が多い.生物学的に意味のある低濃度のNOの暴露では,オキザニンとシトシンジアゾエートが主にDNA損傷として生成することを明らかにされている.両損傷の構造と反応性を考慮すると,DNAの近傍に存在する低分子アミン類やDNA結合タンパク質と損傷がクロスリンクし,二次的に形成されたDNA損傷が細胞致死や突然変異を誘発する可能性が高い.本研究では,NOおよび窒素酸化物により生成するDNA損傷とアミン類・DNA結合タンパク質の間でクロスリンクが形成されるか検討した.
    アミノ酸との反応ではデオキシオキザノシンの7位,デオキシシチジンジアゾエートの4位にアミノ酸のαアミノ基が付加した生成物が生じた.リジンでは側鎖のεアミノ基が付加した生成物も確認された.オキザニン・シトシンジアゾエートを部位特異的に導入したオリゴヌクレオチドを用いて,同様な反応が進行するか検討した.生成物をHPLCならびに電気泳動により分析した結果,DNA中のオキザニン・シトシンジアゾエートもアミノ酸,スペルミン,スペルミジンとクロスリンク形成することが明らかとなった.オキザニン・シトシンジアゾエートを含むDNAを用い,これらの損傷に対する種々の塩基除去修復酵素の修復活性を調べたが,明確な活性を示す酵素はなかった.したがって,DNAに生じたオキザニンやシトシンジアゾエートは修復されることなく細胞内分子(アミン類,DNA結合タンパク質)とクロスリンクを形成すると考えられ,今後,バルキーなDNA損傷を認識するヌクレオチド除去修復機構によるクロスリンク生成物の修復を検討する必要があると考えられる.

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  • 酸化的ピリミジン塩基損傷を修復する新規酵素の探索

    研究課題/領域番号：10780331  1998年 - 1999年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    寺東 宏明

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    配分額：2300000円 （ 直接経費：2300000円 ）

    放射線の生物影響は、主として放射線が細胞内の水を励起して発生させる各種活性酸素種によるものとされている。よって放射線によるDNA損傷は主として酸化的損傷であるが、活性酸素種は呼吸等の酸素を利用する代謝過程においても副産物として発生する。よって生物はそれらの酸化的DNA損傷を修復する経路を発展させ進化してきた。
    本研究では、大腸菌においてピリミジンの酸化損傷であるチミングリコールの修復酵素としてEndoIIIおよびEndoVIII以外の新規修復酵素の単離を目的に、酸化的DNA損傷に対する新しい修復活性の検出を試みた。実験はまず、基質DNAとしてオリゴヌクレオチドの特定の部位に特定の損傷塩基を導入したものを作製した。EndoIIIおよびEndoVIIIはいずれも単一欠損では表現型がでず、またEndoVIIIの活性はEndoIIIの活性に隠れてしまうことから、新規修復酵素活性は更に検出が困難であると考えられた。そこで水素化ホウ素ナトリウムによる反応中間体のトラップ実験により微量な活性を検出することとした。その予備実験として、岡山大の関らがクローニングしたマウスのEndoIIIホモログにおいてEndoIIIと同様に反応中間体のトラップができるかどうかを検討した。EndoIIIについてはこれまでシッフ塩基反応中間体が水素化ホウ素ナトリウムの還元作用により共有結合化され安定な反応中間体を形成することが確認されている。実験の結果、マウスホモログも同様に安定な反応中間体を形成することがわかり、機能的にもEndoIIIのホモログであることが証明された。また実験条件検討の結果、この検出法が従来法と比較して高感度であること、また粗精製サンプル中において、ピークフラクションの特定が容易であることから最終目的であるチミングリコールに対する新規な修復酵素の検出法が確立された。

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  • 高等真核生物の遺伝情報維持に関わるDNA修復酵素の同定と機能解析

    研究課題/領域番号：10044087  1998年 - 1999年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    井出 博, 久保 喜平, 寺東 宏明, 大山 義彦, MITRA Sankar, VAN Houten B, KOW Yoke W.

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    配分額：3900000円 （ 直接経費：3900000円 ）

    遺伝情報を担うDNAには様々な内因性・外因性の因子により構造障害が発生する.その結果,遺伝情報が変異し癌や遺伝病が発生する.本研究では,現在未知の部分が多い哺乳類の塩基除去修復酵素の機能解析を行った.
    チミン損傷[チミングリコール(TG)・ウレア・ホルミルウラシル(FU)]およびシトシン損傷[ヒドロキシウラシル]を含むDNA基質を合成し,マウスEndo IIIホモログ(mNTH1)の酵素特性を検討した.標識したTGを含むDNAとmNTH1をインキュペートすると,TGがDNAからリリースされた.さらに,オリゴヌクレオチド基質をmNTH1とインキュベート後,生成物をポリアクリルアミド電気泳動で分析した.メチル基の酸化損傷FUを含む基質は酵素により切断されなかったが,他の損傷を含む基質は損傷部位で特異的に切断された.したがって,mNTH1は,大腸菌のendo IIIと同様な基質特異性をもち,N-グリコシラーゼとして作用することが明らかとなった.
    8-オキソグアニン(8-oxoG)及びホルムアミドピリミジン(Fapy)を含む基質を用いて,Fpg並びにhOGG1の酵素特性を検討した.両基質に対する酵素パラメータから,Fpg及びhOGG1はそれぞれ,8-oxoG及びFapy両基質に対して同程度の反応効率(k_<car>/K_m)を示すが,酵素間で比較すると,hOGG1の反応効率はFpgより約80倍低いことが明らかとなった.さらに,Fpg及びhOGG1の8-oxoG修復効率は,対合塩基の種類によって著しく変化することが報告されていることから,Fapyについても同様な検討を行った.その結果,両酵素のFapy修復効率は,8-oxoGの場合とは異なり,対合塩基の種類には大きく影響されないことが明らかとなった.

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  • 酸化的DNA障害を認識する高等真核生物由来の修復酵素

    研究課題/領域番号：10151233  1998年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  特定領域研究(A)

    井出 博, 寺東 宏明

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    配分額：2000000円 （ 直接経費：2000000円 ）

    本研究では,酸化的損傷に対する塩基除去修復酵素hOGG1ならびにmNthl1の生化学的な酵素特性解析を行い,原核生物のホモログとの機能的な相違を検討した.
    1. 8-oxoGおよびme-Fapyを含むオリゴヌクレオチドを基質として,hOGG1およびFpgの両基質に対する活性と酵素パラメーターを調べた.8-oxoG,me-Fapyはともに両酵素の基質となることが示されたが,切断生成物は,hOGG1ではβ-脱離生成物であるのに対し,Fpgではβ,δ-脱離生成物であった.hOGG1の8-oxoGおよびme-Fapyに対するkcat,Kmは数倍程度異なったが,反応効率(kcat/Km)は同程度であった.Fpgでも同様な検討を行ったところ,hOGG1に比べ高いkcatが得られたが,基質特異性に関してはhOGG1と同様な結果が得られた.NaBH_4存在下,8-oxoGあるいはme-Fapyを含む基質とhOGG1,Fpgをインキュベートし,生成物をSDS-PAGEで分析した.その結果,両酵素で基質-酵素間のクロスリンク複合体の存在が確認された.これは,反応中間体として,酵素-基質間でSchiff baseが形成されることを示している.
    2. 様々な損傷を含むオリゴヌクレオチド基質を用いてmNthl1と大腸菌ホモローグ(EndoIII)の基質認識の差を検討した.TGの立体異性体(5S,6R体と5R,6S体)に対する活性は,両酵素の間で有為な差は認められなかった.また,EndoIIIではTGとURに対する活性は同程度であったが,DHTに対する活性は著しく低く,TGの約1/15であった.mNthl1でもTGとURに対する活性は同程度であったが,DHTでは低かった.しかし,DHTに対する活性はEndoIIIの場合ほどの大きな差はなく,TGの1/2程度であった.

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  • 損傷特異的プローブ分子を用いたDNA損傷の高感度定量法の開発と応用

    研究課題/領域番号：09558070  1997年 - 1999年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  基盤研究(B)

    井出 博, 久保 喜平, 寺東 宏明, 大山 義彦, 佐々本 一美, 佐々木 一美

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    配分額：8100000円 （ 直接経費：8100000円 ）

    脱塩基部位(AP site)は,最も普遍的なDNA損傷であり,生物の遺伝情報変異機構を解明する上で極めて重要な損傷である.本研究では、プローブ分子(ARP)を用いたAP siteの高感度定量法の確立とDNA修復研究への応用を行った.
    DNAの固相化に用いるプレートの検討では,従来のUV照射プレートに比べアミノプレートは約10倍のDNA結合能を有していること,さらに、プロタミンプレートでは固相化時間が短縮できることが明らかとなった。また,微量なAP siteを定量するために、スタンダードDNAを異なる濃度で固相化し,シグナルとの相関性を調べた結果,異なったDNA濃度で固相化しても測定値が比較可能であることが示された.
    生存率に影響を与えない濃度のMMSで処理したRC355細胞のDNA中に生じるAP siteの定量を試みた結果,100%生存濃度(0.5mM)のMMS処理細胞のDNAにおいても,10^5ヌクレオチドあたり約0.5個のAP siteを検出した.
    hMPGの損傷に対する活性を,ARP法および従来の酵素プローブ法を用いて比較検討した.酵素活性の測定は,3-mA,7-mG,Hx,εAを含むDNAとhMPGを反応後,AP siteをARPを用いて直接的に,あるいは,Endo IV処理により鎖切断に変換して定量した.その結果,メチルプリン(3-mAおよび7-mGを含む)に対するhMPG活性は,他の基質に村する活性の約5倍高いことが明らかとなった.
    ARPの広範な応用を目指して基礎・応用研究を重ねた結果,本試薬は新製品としてDOJIN社より市販が開始され,その後,標準DNA及びDNA固相化プレートを組み合わせることによりキット化された.以上,本研究の結果,簡便かつ高感度なDNA損傷検出システムが確立され汎用されるに至った.

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  • 酸化的DNA障害を認識する高等真核生物由来の修復酵素

    研究課題/領域番号：09253238  1997年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  重点領域研究

    井出 博, 寺東 宏明

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    配分額：2300000円 （ 直接経費：2300000円 ）

    本研究では、オリゴヌクレオチドに対する酸化損傷の導入法の開発を行うとともに、これを基質として高等動物由来DNA修復酵素の酵素特性の解析を行った。
    1 酵素基質合成
    thymine glycol(TG)は、チミンを1ケ所だけ含むオリゴヌクレオチドを過マンガン酸カリウムで酸化することにより導入した。目的とする生成物(19TG)は、逆相HPLC及びゲル濾過により精製した。次に、19TGのアルカリ処理により、ureaを含むオリゴヌクレオチド(19UREA)を調製した。
    2 酵素特性の解析
    methylpurine DNA glycosylase(hMPG)は、ヒト細胞における主要なアルキル化塩基修復酵素であり、基質特異性も大腸菌のAlkAと多くの部分でオーバーラップしている。hMPGを大腸菌で発現しタンパク質を精製後、アルキル化及び酸化損傷塩基を含むオリゴヌクレオチド基質を用いて基質特異性を検討した。hMPGは、7-methylguanine,ethenoadenine,hypoxanthineを認識したが、同様な条件下で酸化損傷5-formyluracil及び8-oxoguanineは認識しなかった。
    最近クローニングされたマウスのendonucleaseIIIホモログ(mNth1)の酵素特性の解析を行った。[^3H]TGを導入したM13DNAとmNth1をインキュベートすると、放射活性がDNAからリリースされ、HPLC分析により遊離のTGであることを確認した。19TG及び19UREAを基質としてmNth1を作用させると、TGおよびureaの3'側でβ脱離した生成物が確認された。以上の結果は、mNth1がendonucleaseIIIと同様に酸化的なピリミジン塩基損傷の修復に関わる酵素であり、同一タンパク質内にN-グリコシラーゼとAPリアーゼ活性をもつことを示している。

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  • 放射線抵抗性細菌における放射線抵抗性の誘導機構の解明

    研究課題/領域番号：06780440  1994年

    日本学術振興会  科学研究費助成事業  奨励研究(A)

    寺東 宏明

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    配分額：900000円 （ 直接経費：900000円 ）

    本研究の目的は放射線抵抗性細菌における放射線抵抗性の誘導機構の解明である.あるイベントに対し,ある活性が誘導されるためには,その活性を担う蛋白質が誘導されてこなければならない.この誘導は大きく二つに分けられ,一つは活性を担う蛋白質の新規合成であり,もう一つは蛋白質が不活性な状態から活性のある状態への移行という二つの方式が考えられる.本研究では蛋白質の新規合成,すなわち誘導蛋白質の確認から研究を始めた.
    本年度の研究実績をまとめると放射線抵抗性細菌Rubrobacter radiotoleransで放射線によって誘導される蛋白質を二次元電気泳動ゲル上で3つのスポットとして検出することが出来た.
    まず本種の可溶性画分の抽出方法を検討した.本種はAchromopeptidaseによって細胞壁を破壊することが必要であるが,試料中へのその混入を避けるため,0.2M sucroseによる高張溶液での処理を確立した.次にradioisotope(RI)を使わずに二次元電気泳動ゲルの銀染色でスポットの変化をみたが確認できなかった.よって^<35>S-methionineの取り込みにより蛋白質の新規合成をみるために,ラベル条件の検討を行った.この結果からRI濃度1.85 MBq/ml.ラベル時間1hで行うこととした.次に照射条件の検討を行った.放射線照射誘導蛋白質においては,低線量と高線量では誘導されてくるものが異なることが考えられるが,本研究においては高線量での照射誘導を目的とした.その結果8kGyでD_<37>である16kGyと同様の,誘導が起こることがわかった.次に泳動条件の検討を行った.一次元目をpH4.5-6の等電点電気泳動,二次元目を7.5%アクリルアミドゲル電気泳動で行うこととした.それによりpI5付近,分子量40kDa付近に,放射線照射時のみに現れる3つのスポットが検出された.これをシークエンス対象物として現在大量調製中である.

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  • Study on DNA repair enzymes

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  • DNA修復酵素に関する研究

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  • 環境変異原の生物影響に関する研究

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  • Study on biological effects of envionmental mutagens

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担当授業科目

  • 基礎放射線学 （2024年度） 特別  - その他

  • 安全衛生入門 （2024年度） 第４学期  - 金5～6

  • 基礎放射線学 （2023年度） 特別  - その他

  • 安全衛生入門 （2023年度） 第４学期  - 金5～6

  • 基礎放射線学 （2022年度） 特別  - その他

  • 安全衛生入門 （2022年度） 第４学期  - 金5～6

  • 基礎放射線学 （2021年度） 特別  - その他

  • 安全衛生入門 （2021年度） 第４学期  - 金5～6

  • 基礎放射線学 （2020年度） 特別  - その他

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