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生物の遺伝情報を担うゲノムDNAの二本鎖切断は、細胞死や遺伝子変異を誘発し、ヒトにおいては、老化やがん化、遺伝子疾患の原因になっている。DNA相同組換えは、DNA切断を誤りなく修復することのできる極めて重要な反応である。この反応において、SMCタンパク質によるDNA構造の制御が重要であることが示唆されているものの、その分子機構はよくわかっていない。そこで、本研究課題では、大腸菌の相同組換え修復に関与し、かつSMCファミリーに属するRecNの分子機能を明らかすることで、相同組換え修復反応におけるSMCタンパク質の役割についての分子基盤の確立を目指した。これまでの研究成果として、RecNがDNA結合活性を持つことや、その結合様式を明らかにしている。また、RecNがコヒーシンと類似したDNA分子間を近接させる活性を持つことも明らかにしている。最終年度では、まずRecNのDNA結合活性に対するATPおよびATP加水分解活性の影響について解析を行った。その結果、RecNと二本鎖DNAとの結合は、ATPにより促進することがわかった。一方で、一本鎖DNAとの結合に関しては、ATP依存性は見られなかった。これらの結果から、一本鎖DNAと二本鎖DNAでは、RecNのDNA結合メカニズムが異なることが示唆された。さらに、RecNのATP加水分解活性は、非常に弱く、DNAによる影響も示さなかった。そのため、RecNのDNA結合には、RecN自身のATP加水分解活性は関与しないことが示唆された。次に、相同組換え反応に及ぼす影響を調べた結果、RecNは、RecAリコンビナーゼに依存して起こる相同なDNA鎖同士の対合を促進することがわかった。これまでの結果と総合すると、RecNは、相同な二つのDNA分子を近接させることで、RecAによる相同組換えの初期反応を促進する分子機能をもつことが明らかになった。
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