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分子生物学：CRISPRによる獲得免疫過程の偏りは外来DNAの獲得に対する選択性を説明する
Nature 520, 7548 doi: 10.1038/nature14302
CRISPR（clustered regularly interspaced short palindromic repeats）およびCRISPR関連（Cas）タンパク質は、侵入してくるファージやプラスミドを防御する細菌の免疫系である。CRISPRによる獲得免疫過程では、外来エレメントから短いDNA片（「スペーサー」）を獲得してCRISPR配列に組み込む。その際に自己の染色体を避けて外来DNAから選択的にスペーサーを獲得する仕組みは、これまで謎だった。今回我々は、スペーサーの獲得が複製依存的であること、また、複製フォークの停止部位に形成されるDNA切断部が、スペーサーの獲得を促進することを示す。染色体でのスペーサー獲得のホットスポットは、カイ部位（細菌染色体に極めて豊富に存在する8塩基配列）に取り囲まれていることから、こうしたカイ部位が自己DNAからのスペーサー獲得を制限していると考えられる。さらに、自己DNAの回避は、DNA二本鎖切断を修復する複合体RecBCDによって仲介されることが分かった。今回の結果は、大腸菌（Escherichia coli）での新しいスペーサーの獲得が、主に複製フォークに生じるDNA二本鎖切断のRecBCD仲介型プロセシングに大きく依存していること、また、外来DNAに対する獲得選択性は、外来DNAに複製フォークがより多く存在していることに加えて、自己染色体のカイ部位密度がより高いことによっても達成されていることを示唆している。このモデルは、コピー数の多いプラスミドとファージの両方からのスペーサー獲得に対する選択性の強さを説明している。
