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構造生物学：DSB部位を含むヌクレオソーム上に集合したRAD51のクライオ電子顕微鏡構造
Nature 628, 8006 doi: 10.1038/s41586-024-07196-4
RAD51は、減数分裂時のDNA二本鎖切断（DSB）の組換えと、有糸分裂時のDSBの修復に必要とされる重要な真核生物リコンビナーゼである。しかし、RAD51がクロマチンのDSB部位で機能する機構は依然として分かっていない。今回我々は、RAD51がリング状や繊維状のコンホメーションを形成した、ヒトRAD51–ヌクレオソーム複合体のクライオ電子顕微鏡構造を報告する。リング構造では、RAD51プロトマーのN末端ローブドメイン（NLD）がRAD51リングの外側に配向しており、ヌクレオソームDNAと直接結合している。DSB部位を含むヌクレオソームのリンカーDNAは、RAD51リングの中心の穴に面する活性中心であるL1とL2ループにより認識される。繊維状の構造では、ヌクレオソームDNAはRAD51繊維の伸長により引き剥がされ、ヌクレオソームに近接するRAD51プロトマーのNLDが、残ったヌクレオソームのDNAとヒストンに結合している。RAD51のNLDのヌクレオソーム結合残基に影響を及ぼす変異によりin vitroでヌクレオソーム結合は減少したが、DNA結合にはほとんど影響しなかった。これと一致して、対応する変異を持つ酵母Rad51変異体はin vivoでDNA修復が実質上欠如していた。これらの結果により、RAD51のNLDの予想外の機能が明らかになり、RAD51がヌクレオソームと結合してDSBを認識し、クロマチン上で活性な繊維を形成する機構が説明される。
