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細胞:二重ホリデイジャンクションはDNA切断修復の中間体である

Nature 464, 7290 doi: 10.1038/nature08868

DNA二本鎖切断(DSB)の相同組み換えによる修復は、細胞の増殖や腫瘍の抑制に極めて重要である。しかし、その重要性にもかかわらず、有糸分裂におけるDSB修復の中間体分子は、いまだに明らかにされていない。25年以上にわたってDSB修復の中心的な中間体であると想定されてきた二重ホリデイ構造(DHJ)は、減数分裂の組み換えにおいてのみ確認されている。さらに、これとは別に、DHJ非依存的機序の証拠が多く示されてきたことから、有糸分裂中の細胞でのDSB修復の際には、DHJが形成されない可能性が生じてきた。今回我々は、DSBの生理的な修復を模倣するように設計された出芽酵母アッセイ系を用い、DSB修復の中間体を明らかにする。二倍体細胞を用いるこの系では、姉妹染色分体間またはホモログ間の対立遺伝子の組み換えが可能なだけでなく、同一遺伝子座における減数分裂期組み換えを直接比較できる。有糸分裂細胞でホモログ間接合分子(JM)中間体が見つかった。これらのDNA鎖の組成および大きさは、減数分裂で観察されている標準的なDHJ構造のものと同一である。しかし、減数分裂とは対照的に、姉妹染色分体間のJMは、ホモログ間よりも優先的に生成される。さらに、JMは減数分裂期組み換えの約10分の1(DSB当たり)の量で検出されていることから、有糸分裂細胞のDSB修復における副経路を表すと考えられる。したがって、DHJは有糸分裂、減数分裂の両方でDSBによって促進される組み換えの中間体と同定されるが、その形成は、2種類の細胞プログラムによる特異的指令によって別個に制御されている。

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