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細胞:ヒトテロメアDNAの平行四重鎖の結晶構造

Nature 417, 6891 doi: 10.1038/nature755

染色体のテロメア末端は、グアニンに富むDNAの非コード反復配列からなり、組換えや破壊から細胞を守るのに重要である。テロメアが維持できなくなると最終的に細胞死に至ることから、この現象は癌の治療法に応用することができると思われる。テロメアのDNA配列は、4本の鎖からなる四重鎖構造を作ることができ、これがテロメア末端の構造に関わっていると考えられる。今回、4つの連続したヒトテロメアDNA反復配列を使って、細胞内濃度に近いK+濃度で成長させた四重鎖の結晶構造について報告する。K+ イオンは、結晶構造内に認められる。この分子内四重鎖におけるDNAの折りたたみおよび外観は、既に報告されているNa+を含む四重鎖構造とは根本的に異なっている。4本のDNA鎖はいずれも平行関係にあり、これらを架橋している3つのトリヌクレオチドループが四重鎖コアの外側にプロペラ状に配置されている。各TTA架橋トリヌクレオチドループ内のアデニン残基は、内側に戻って2残基のチミン間に挿入されている。このようなDNA構造は、テロメアの折りたたみと解きほぐしが簡単に行われることを示しており、また、テロメア結合タンパク質の認識もできると考えられる。

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