遺伝：Deinococcus radioduransにおける分断された染色体の再構築
Nature 443, 7111 doi: 10.1038/nature05160
脱水や乾燥は、生きている細胞にとって最も頻繁に起こる過酷な難題の1 つである。細菌Deinococcus radiodurans は、極端な乾燥や電離放射線にさらされても生き残ることができる数少ない生物の中で、最もよく知られている極限環境微生物である。このような極端な環境では、そのゲノムは数百個の短いDNA 断片に分断される。注目に値するのは、これらの断片から機能をもった3.28 メガ塩基のゲノムが簡単に再構築されることである。今回我々は、再構築にかかわる2 段階のDNA修復過程について報告する。この過程では、断片の再構築のためにこれまで知られていなかった「拡張合成に依存した鎖アニーリング」（ESDSA）とよぶ分子機構が働き、次に交差が起こって修復が完了する。効果的なESDSA には、少なくとも2 個のゲノムコピーとランダムなDNA 切断が必要である。ESDSA では、マルチプルPCR の1 回の反応で起こるのと同じように、重複した相同な部分をもつ染色体断片をプライマーと鋳型の両方に用いて、相補的な一本鎖が大量に合成される。この合成 はDNA ポリメラーゼI に依存して起こり、無損傷細胞の正常な複製よりも多量のヌクレオチドが取り込まれる。新たに合成された相補的な一本鎖の伸長部分が「粘着末端」となって非常に正確にアニーリングが起こり、隣接するDNA 断片がつながって、長い直線状の二本鎖中間体ができる。これらの中間体が環状の染色体になるには、RecA に依存した交差が必要となる。生じる環状染色体は、放射線照射前に合成された大量のDNA 断片が、 放射線照射後に合成されたDNA 断片によってつなぎ合わされたパッチワーク構造の二本鎖から成る。
