MIT Tech Review: 染色体上で二本鎖DNA切断が修復される仕組みを解明＝東大

フラッシュ2024年3月25日

生物工学／医療
染色体上で二本鎖DNA切断が修復される仕組みを解明＝東大
by MITテクノロジーレビュー編集部 [MIT Technology Review Japan]

東京大学の研究チームは、放射線などによって切断された二本鎖DNAの修復に中心的な役割を担うタンパク質「RAD51」が、染色体上で二本鎖DNA切断を検知して修復を開始する様子を明らかにした。さらに、RAD51の染色体への結合には、がん患者において変異が多数報告されているRAD51のアミノ末端領域が重要であることを発見。RAD51の機能不全を原因とするがん発症メカニズムの解明に貢献することが期待される。

放射線などにより生じる二本鎖切断は発がんの原因となる重篤なDNA損傷であり、RAD51によって正確に修復される必要がある。だが、切断された染色体上のDNAにRAD51がどのように結合し、DNA修復を進行するか、そのメカニズムは不明だった。

研究チームは今回、ヒトRAD51とヌクレオソーム（DNAとタンパク質の複合体であるクロマチンの基本単位）からなる複合体の構造を、クライオ電子顕微鏡により解析。その結果、RAD51がリング状の構造を形成してヌクレオソームに結合すること、RAD51がヌクレオソームからDNAを引き剥がしながららせん状の構造を形成することを発見した。

研究チームによるとこれらは、RAD51の染色体上への集積、損傷部位への結合、DNA修復の開始という3つの過程に対応している構造であると考えられるという。すなわち、RAD51は、染色体上でリング構造で結合して待機し、さらに二本鎖切断の認識に機能。その後、ヌクレオソームからDNAを引き剥がしながららせん構造を形成することで、二本鎖DNA切断の修復を進行すると述べている。同チームはさらに、機能未知であったRAD51のアミノ末端領域が、RAD51とヌクレオソームの結合に重要であることを明らかにした。

研究論文は2024年3月20日付けでネイチャー（Nature）に掲載された。

（中條）
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