分子生物学：真核生物CMGヘリカーゼの活性化機構

真核生物のDNA複製の開始は、2段階に分かれて起こる。まず、G1期にMCM（minichromosome maintenance）複合体が集まって頭部と頭部が結合したダブル六量体を作り、複製開始点の二本鎖DNAを囲む。次いで、S期に「点火因子群」が個々のダブル六量体を2個の活性なCdc45–MCM–GINSヘリカーゼ（CMG）に変換する。この第2段階には、複製開始点の2本のDNA鎖の分離と、各MCM六量体がDNA鎖1本ずつの周りを囲む形になるようなダブル六量体の再構成が必要である。今回我々は、MCM複合体はダブル六量体形成の際にATPを加水分解し、ダブル六量体となってもADPと安定的に結合したままでいることを明らかにする。点火因子群がADPの放出を引き起こし、それに続いてATPが結合して安定なCMGの形成を促進する。CMGの形成に伴って最初のDNA巻き戻しが起こり、ダブル六量体が分離して2個の別々のCMGヘリカーゼとなるが、これらはまだ不活性である。次いで、ATP加水分解とともにMcm10がDNAのさらなる巻き戻しとヘリカーゼ活性化を引き起こす。2個のCMGヘリカーゼは、活性化されると「N末端を先頭」とする方向に移動し、移動中に複製開始点内で互いにすれ違う。そのためには、各ヘリカーゼが一本鎖になったDNAに完全に結合している必要がある。これらの知見は真核生物の複製ヘリカーゼの活性化機構を明らかにしており、この機構は双方向性レプリソームを構築するためのフェイルセーフ機構となっていると考えられる。

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