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細胞：DNAリガーゼIIIはミトコンドリアDNAの完全性に不可欠だが、Xrcc1を介した核DNAの修復には不可欠ではない

2011年3月10日 Nature 471, 7337 doi: 10.1038/nature09773

哺乳類細胞におけるDNAの複製と修復には、リガーゼI（Lig1）、リガーゼIII（Lig3）、リガーゼIV（Lig4）という3種類のDNAリガーゼがかかわっている。Lig3は塩基除去修復過程の主要なリガーゼと考えられている。それは、Lig3の安定性が核での結合相手であるXrcc1に依存しており、Xrcc1がDNA塩基除去修復経路に不可欠な因子だからである。Lig3はミトコンドリアにも存在するが、ミトコンドリアDNA（mtDNA）の維持にLig3が果たす役割にXrcc1はかかわっていない。しかし、マウスでのLig3不活性化は初期胚致死につながるため、Lig3の生物学的役割ははっきりしていない。本論文では、Lig3がmtDNAの完全性維持に不可欠であるものの、核DNAの修復には必ずしも必要でないことを明らかにする。マウスの神経系でLig3を不活性化するとmtDNAが失われ、ミトコンドリアの深刻な機能不全、細胞の恒常性破綻、自由に動けないほどの運動失調につながる。同様に、心筋でLig3を不活性化するとミトコンドリアの機能不全、心ポンプ機能異常を来し、心不全につながる。しかし、Lig3を不活性化しても核DNAの修復には異常は起こらず、Xrcc1はLig3がなくても重要なDNA修復機能を果たせることが示された。その代わりにDNA修復に不可欠なのはLig1だが、これはLig3と協同的に働くことがわかった。また、DNA損傷による小脳介在ニューロン消失のような神経のXrcc1不活性化によって生じる特徴的症状が、Lig3の欠失によって再現されないことも、この2つのDNA修復因子が機能的に分離していることをはっきり示している。したがってこれらのデータは、Lig3の重要な生物学的役割はmtDNAの完全性の維持であって、Xrcc1に依存したDNA修復ではないことを明らかにしている。

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