20 年 2024 月 XNUMX 日
(Nanowerkニュース首都大学東京の研究者らは、相同組換えによる DNA 修復を研究してきた。この組換えでは、RecA タンパク質が、ダングリングした一本鎖末端を無傷の二本鎖に組み込むことで二本鎖 DNA の切断を修復し、損傷を受けていない配列に基づいて切断を修復する。彼らは、RecAが、一本鎖を一回転も解くことなく、二重らせんのどこに一本鎖を入れるかを見つけ出すことを発見した。彼らの調査結果は、 核酸研究 (「RecAによる二本鎖DNA-strとDループ形成時の分離を伴わない相同性認識」）、がん研究の新たな方向性を約束します。
相同組換えには 2 つの競合するモデルが存在します。 この研究の結果は、相同性検索中に二本鎖 DNA がほどけないモデルを裏付けています。 （画像：首都大学東京） 相同組換え（HR）は、動物、植物、菌類、細菌を含むすべての生物に共通する普遍的な生化学プロセスです。 私たちが日常生活を送るにつれて、私たちの DNA はあらゆる種類の環境ストレスや内部ストレスにさらされ、そのストレスによっては二重らせんの両方の鎖が切断されることがあります。 これは悲惨な結果を招く可能性があり、差し迫った細胞死を引き起こす可能性があります。 幸いなことに、人事部門などのプロセスがこの損傷を継続的に修復しています。
HR 中に、らせんの切れ目の 2 つの露出した端のうちの 1 つが脱落し、露出した一本鎖端が露出します。これは切除として知られています。 次に、RecA (または同等のタンパク質) として知られるタンパク質が、露出した一本鎖とその近くの無傷の二本鎖に結合します。 次に、タンパク質は同じ配列を「検索」します。 適切な場所を見つけると、鎖侵入として知られるプロセスで一本鎖を二重らせんに再結合します。 続いて、切断された DNA 鎖は、既存の DNA を鋳型として使用して修復されます。 HR は二本鎖切断の正確な修復と遺伝情報の交換を可能にし、生物多様性の重要な部分となっています。 しかし、RecA が一本鎖と二本鎖の両方を持っている場合に何が起こるかを含め、HR の正確な生化学的像はまだ明らかではありません。
首都大学東京の広田幸治教授率いるチームは、HRのようなDNA修復メカニズムを研究してきた。 彼らの最新の研究では、HR が発生したときに何が起こるかについて 2 つの競合するモデルをテストしようとしました。 1つでは、RecAは「相同性検索」中に二本鎖の一部をほどき、鎖侵入が起こる適切な場所を見つけようとします。 2 つ目では、RecA の結合後に巻き戻しがありません。ストランドの侵入が起こった場合にのみ、巻き戻しが起こります。
研究チームは、東京都医学総合研究所のチームと協力して、どちらが実際に起こるかに対処するために2つのアプローチを採用した。 最初に、彼らは二本鎖を分離できない RecA の変異体を使用しました。 鎖をほどくことができず、これが DNA 修復に影響を与えるかどうかを確認します。 これによる影響は最小限であることがわかります。 2 つ目では、プロセスのさまざまな段階でストランドにどの程度のねじれが生じるかを測定しようとしました。 彼らは、検出できた唯一の巻き戻しによるねじれが、相同性検索が完了した後に発生したことを発見しました。 ストランド侵入が起こったとき。 研究チームは、2 番目のモデルが正しかったことを初めて明確に示しました。
相同組換えに関する詳細な洞察は、問題が発生した場合に何が起こるかを理解するために不可欠です。 たとえば、乳がんに関与するとされる因子（BRCA1およびBRCA2）も、RecAのヒト版であるRAD51への一本鎖DNAの正確なローディングに関与しています。 これは、BRCA1 または BRCA2 の遺伝的欠陥を持つ患者における乳がんの高い発生率の根底に HR の問題がある可能性があることを示唆しています。
相同組換えには 2 つの競合するモデルが存在します。 この研究の結果は、相同性検索中に二本鎖 DNA がほどけないモデルを裏付けています。 （画像：首都大学東京） 相同組換え（HR）は、動物、植物、菌類、細菌を含むすべての生物に共通する普遍的な生化学プロセスです。 私たちが日常生活を送るにつれて、私たちの DNA はあらゆる種類の環境ストレスや内部ストレスにさらされ、そのストレスによっては二重らせんの両方の鎖が切断されることがあります。 これは悲惨な結果を招く可能性があり、差し迫った細胞死を引き起こす可能性があります。 幸いなことに、人事部門などのプロセスがこの損傷を継続的に修復しています。
HR 中に、らせんの切れ目の 2 つの露出した端のうちの 1 つが脱落し、露出した一本鎖端が露出します。これは切除として知られています。 次に、RecA (または同等のタンパク質) として知られるタンパク質が、露出した一本鎖とその近くの無傷の二本鎖に結合します。 次に、タンパク質は同じ配列を「検索」します。 適切な場所を見つけると、鎖侵入として知られるプロセスで一本鎖を二重らせんに再結合します。 続いて、切断された DNA 鎖は、既存の DNA を鋳型として使用して修復されます。 HR は二本鎖切断の正確な修復と遺伝情報の交換を可能にし、生物多様性の重要な部分となっています。 しかし、RecA が一本鎖と二本鎖の両方を持っている場合に何が起こるかを含め、HR の正確な生化学的像はまだ明らかではありません。
首都大学東京の広田幸治教授率いるチームは、HRのようなDNA修復メカニズムを研究してきた。 彼らの最新の研究では、HR が発生したときに何が起こるかについて 2 つの競合するモデルをテストしようとしました。 1つでは、RecAは「相同性検索」中に二本鎖の一部をほどき、鎖侵入が起こる適切な場所を見つけようとします。 2 つ目では、RecA の結合後に巻き戻しがありません。ストランドの侵入が起こった場合にのみ、巻き戻しが起こります。
研究チームは、東京都医学総合研究所のチームと協力して、どちらが実際に起こるかに対処するために2つのアプローチを採用した。 最初に、彼らは二本鎖を分離できない RecA の変異体を使用しました。 鎖をほどくことができず、これが DNA 修復に影響を与えるかどうかを確認します。 これによる影響は最小限であることがわかります。 2 つ目では、プロセスのさまざまな段階でストランドにどの程度のねじれが生じるかを測定しようとしました。 彼らは、検出できた唯一の巻き戻しによるねじれが、相同性検索が完了した後に発生したことを発見しました。 ストランド侵入が起こったとき。 研究チームは、2 番目のモデルが正しかったことを初めて明確に示しました。
相同組換えに関する詳細な洞察は、問題が発生した場合に何が起こるかを理解するために不可欠です。 たとえば、乳がんに関与するとされる因子（BRCA1およびBRCA2）も、RecAのヒト版であるRAD51への一本鎖DNAの正確なローディングに関与しています。 これは、BRCA1 または BRCA2 の遺伝的欠陥を持つ患者における乳がんの高い発生率の根底に HR の問題がある可能性があることを示唆しています。
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- 情報源： https://www.nanowerk.com/news2/biotech/newsid=64466.php
