DNA複製中に問題が発生すると、細胞は独自のバージョンの911を呼び出してプロセスを一時停止し、問題を修正します。これは、健康を維持し、病気を防ぐために重要なフェイルセーフです。
現在、ヴァンアンデルインスティテュートとロックフェラー大学の科学者は、この修復プロセスの重要な部分（適切には911 DNAチェックポイントクランプと呼ばれる）がDNA損傷の部位にどのように採用されるかを初めて明らかにしました。 本日公開された調査結果 自然構造および分子生物学、細胞が遺伝的指示が細胞のある世代から次の世代に適切に渡されることを保証する方法への新しい洞察を明らかにします。 このプロジェクトは、研究の共同執筆者であるVAIのHuilin Li博士、およびロックフェラー大学とハワードヒューズ医学研究所のMichaelE.O'Donnell博士によって主導されました。
「DNA損傷は、癌や他の病気を含む深刻な結果をもたらす可能性があります。 このため、私たちの細胞には、DNAの完全性を確保するための多数のチェックとバランスがあります」とLi氏は述べています。 「911DNAチェックポイントクランプの高解像度構造は、それをDNA鎖にロードする分子と相互作用するため、DNA修復の重要なプロセスを詳細に調べることができます。 これらの洞察が、DNA損傷に関連する疾患の新しい治療戦略の開発に活用できることを願っています。」
毎日、人体の何十億もの細胞が細胞分裂によって置き換えられます。これは、XNUMXつの細胞がXNUMXつに分裂するプロセスです。 この基本的な機能は成長を促進し、皮膚や筋肉などの組織の維持を促進します。 このシステムの中心的な部分はDNA複製であり、各細胞に正確なコピーがあることを確認するために、遺伝子の取扱説明書が注意深く複製されています。
DNA損傷は、このプロセスの誤り、または太陽からの紫外線やタバコの煙などの発がん物質への曝露など、DNAに直接害を及ぼす他の要因によって生じる可能性があります。 損傷が発生した場合、セルには緊急応答システムがあり、問題が修復されるまで複製を停止するか、セルを強制終了して、誤った情報が渡されるのを防ぎます。
これが911DNAチェックポイントクランプの出番です。DNAの損傷が検出されると、リング状のクランプがDNAにロードされ、エラーのサイトに転送されます。 そこに到達すると、細胞分裂を停止する信号を送信すると同時に、他の修復分子にフラグを立てて、損傷したDNAを除去し、修正されたシーケンスに置き換えます。
構造は、科学者が原子レベルで分子構造を視覚化できるようにするVAIの低温電子顕微鏡（クライオEM）を使用して決定されました。 911 DNAチェックポイントクランプの場合、クライオEMも驚きを示しました。他のすべての既知のDNAクランプのように3'（または「スリープライム」）端からDNAにロードするのではなく、911クランプを5'（「ファイブプライム」）エンドと呼ばれる反対側のエンド。 この斬新で予想外の発見は、DNA複製について私たちが知っていることを再形成し、この分野でのさらなる研究の舞台を設定します。
参考：Fengwei Zheng、Roxana E. Georgescu、Nina Y. Yao、Michael E. O'Donnell、Huilin Li、9による「DNAは1-1-21DNAチェックポイントクランプを介してPCNAクランプの反対方向にロードされます」 2022年XNUMX月、 自然構造および分子生物学.
DOI: 10.1038/s41594-022-00742-6
他の研究著者は、VAIのFengweiZheng博士です。 ロックフェラー大学のRoxanaE.Georgescu、Ph.D.とNina Y. Yao、Ph.D. Cryo-EMデータは、VAIのCryo-EMCoreおよびDavidVan Andel Advanced Cryo-ElectronMicroscopySuiteと共同で収集されました。
この出版物で報告された研究は、ロックフェラー大学のヴァンアンデルインスティテュート（Li）（オドネル）および国立衛生研究所の国立衛生研究所は、賞番号の下にあります。 R01GM115809（オドネル）およびR35GM131754（Li）; 賞番号の下の乳がん研究財団。 20-068（オドネル）; およびハワードヒューズ医学研究所（オドネル）。 内容は著者の責任であり、必ずしも国立衛生研究所または他の助成団体の公式見解を表すものではありません。
ヴァンアンデルインスティテュートについて
Van Andel Institute（VAI）は、最先端の生物医学研究と革新的な教育提供を通じて、現在および将来の世代の健康を改善し、生活を向上させることに取り組んでいます。 1996年にミシガン州グランドラピッズにヴァンアンデル家によって設立されたVAIには、現在、500人近くの科学者、教育者、サポートスタッフがおり、国内外の協力者と協力して発見を促進しています。 研究所の科学者は、癌、パーキンソン病、およびその他の疾患の起源を研究し、それらの発見を画期的な予防および治療戦略に変換します。 私たちの教育者は、学生と教師が次世代の問題解決者を準備するのを助けるために、K-12教育のための探究型アプローチを開発します。一方、私たちの大学院は、厳密で研究集約的な博士号を提供します。 分子生物学および細胞生物学のプログラム。
