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細胞:CDKはSae2を標的として末端切除と相同組み換えの制御を行う

Nature 455, 7213 doi: 10.1038/nature07215

DNAの二本鎖切断(DSB)は、非相同末端結合(NHEJ)と相同組み換え(HR)という2つの主要な機構によって修復される。HRは最も正確なDSB修復機構であるが、通常は、DNAが複製され姉妹染色分体が修復の鋳型として利用可能となる時期である、細胞周期のS期とG2期に限局して機能する。一方、NHEJは細胞周期を通して機能するが、G1期で最も重要だと考えられている。2つの修復機能のどちらを選択するかは、サイクリン依存性プロテインキナーゼ(CDK)により制御されており、DSB切除が制御の主要な段階となる。DSB切除はHRには必要であるがNHEJでは必要がなく、S期とG2期で最も効果的に行われる。今回我々は、出芽酵母(Saccharomyces cerevisiae)でDSB切除の細胞周期制御が、Sae2タンパク質の進化的に保存されたモチーフのCDKによるリン酸化によって起こることを明らかにする。Sae2のSer 267をリン酸化されない残基に変異させると、sae2Δヌル変異体に相当する表現型、すなわちカンプトセシンに対する過敏反応、胞子形成の欠損、ヘアピン誘導性組み換えの減少、DNA断端プロセシングの重篤な障害、およびHR因子の構築と分解の欠陥などが生じる。さらに、Ser 267の恒常的リン酸化を模倣したSae2変異は、これらの表現型を補完し、DSB切除にCDK活性を不必要とする。Sae2変異はまた、DNA損傷に対する細胞周期段階に特異的な過敏性をもたらし、HRとNHEJ間のバランスにも影響を与える。したがって、これらの結果は、DSB修復の細胞周期制御機構の基盤を明らかにし、DSB切除の制御の重要性を強調するものである。

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