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第4回ライフサイエンス国際公募選定 フライト実験候補テーマ


ヒト培養細胞におけるTK変異体のLOHパターン変化の検出
Detection of changes in LOH profile of TK mutants of human cultured cells

代表研究者:谷田貝 文夫(理化学研究所 加速器基盤研究部 ラジオアイソトープ技術室)

目的
 この21世紀は宇宙開発の時代といってもよいでしょう。それは、宇宙という未知のものに対する人類の挑戦でもあります。宇宙での長期滞在にあたって、私たちが慣れ親しんだ地球上の環境から未知の宇宙環境に果たして適応していけるかどうか不安も生じてきます。こういった不安を除くためにも、宇宙環境の生物に与える影響を詳しく調べることはとても大切なことです。例えば、宇宙放射線の主な成分はイオン放射線と考えられており、その中でも原子番号の高いものは地上の生活環境にはなく、加速器を利用して得られる人工的なものだけです。そこで、宇宙放射線による遺伝的影響を調べてみることにしました。

経緯と方法
 国際宇宙ステーション内でマウスを飼育し発生する突然変異を調べるというアイディアのもとに、加速器からの放射線を利用してその予備的な研究をやってみました。突然変異の発生はがん化などと密接に関係していて、遺伝的影響の良い指標と考えられているからです。ところが、どうしても予測されるような低線量域で突然変異誘発を検出する手法の確立には至りませんでした。そこで、ヒト培養細胞を利用して染色体レベルで突然変異を高感度に検出する手法を開発することにしました。今までの研究でも、放射線は突然変異を引き起こすことはわかっていたのですが、低線領域で高感度に検出し、かつ自然発生のものと区別することが難しかったのです。DNA合成に関わるチミジンキナーゼ(TK)遺伝子座がヘテロ(一方は正常、一方は異常)に対合している細胞、ヒトリンパ芽球用細胞TK6を利用することにしました。このようなヘテロの細胞は、正常なTK遺伝子座に起こる様々なタイプの突然変異を検出することができます。実際に、極めて低線量のX線をこの細胞に照射し、放射線に特有な欠失型の突然変異(ヘテロ接合性の喪失;LOH)を検出することに成功しました。さらに、加速器による炭素イ オンを同じ低線量照射すると、この特異的なLOHはもっと高頻度に出現し、その詳細パターン(欠失が染色体のどこの領域にまで及ぶか)がX 線照射の場合と異なることも明らかになりました。実際には、国際宇宙ステーション内では細胞を培養する操作だけにとどめ、その後地上に回収してから上述の遺伝解析を行なう計画です。

期待される研究成果
 この放射線に鋭敏なLOH検出手法は、宇宙放射線の及ぼす遺伝的影響を明らかにすることに貢献するだけでなく、地上での高放射線バックグラウンド環境に対するリスク評価にも役立つことが期待されます。さらには、放射線によるDNA損傷の修復機構についての基礎研究にも利用できます。

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