分子生物学：XRCC4–XLFの可動性スリーブ構造はDNAを架橋し、切断されたDNAの断片を連結する

非相同末端結合（NHEJ）は、哺乳類細胞においてDNA二本鎖切断（DSB）を修復するための主要経路である。こうした切断は、例えば、適応免疫系における遺伝子セグメント再配列に際して、あるいは、がん治療薬によって形成される。NHEJ機構の主要な構成因子は分かっているが、これらの因子の特異的役割や、切断されたDNAの断片をまとめて保持する際の動態を調べることはいまだに難しい。構造的に類似したタンパク質XRCC4とXLFは、DSB（または、その近傍）で高度に動的なフィラメントとして会合すると考えられている。今回我々は、二重あるいは四重トラップの光ピンセットと蛍光顕微鏡を組み合わせて用い、ヒトのXRCC4、XLF、およびXRCC4–XLF複合体がDNAとどのように相互作用するかをリアルタイムで示す。XLFは、XRCC4のDNAへの結合を促進し、DNAに沿って素早く拡散する異種複合体を形成することが分かった。さらに、XRCC4–XLF複合体が2つの別々のDNA分子を強固に架橋することや、こうした架橋構造がDNAに沿ってスライドできることも明らかになった。これらの観察結果は、XRCC4–XLF複合体がDNAの周りに可動性のスリーブ様構造を形成し、この構造によって切断端の非常に速やかな再連結とその保持が可能になっていることを示唆している。この機構の動態と調節を解明することで、NHEJ関連タンパク質がどのように染色体転座の形成に関わっているのかが明らかになるだろう。

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