構造生物学：テトラヒメナテロメラーゼに結合したCSTとポリメラーゼα–プライマーゼとの複合体の構造
Nature 608, 7924 doi: 10.1038/s41586-022-04931-7
テロメアは線状染色体の物理的末端である。テロメアは、短い反復配列［例えば、テトラヒメナの一種Tetrahymena thermophilaのG鎖中のTTGGGG］を持つ二本鎖DNAからなり、G鎖3′末端には一本鎖突出部分があって、ヒトではその突出部分に6つのシェルタリンタンパク質（TPP1、POT1、TRF1、TRF2、RAP1、TIN2）が結合している。TPP1とPOT1は3′突出と結合しており、POT1はG鎖に結合し、TIN2と複合体を形成したTPP1はテロメラーゼ逆転写酵素（TERT）との相互作用によりテロメラーゼを動員する。テロメアのDNA末端では、G鎖はテロメラーゼにより複製・維持され、C鎖はその後にDNAポリメラーゼα–プライマーゼ（PolαPrim）により複製・維持される。PolαPrim活性はヘテロ三量体複合体CTC1–STN1–TEN1（CST）により促進されるが、PolαPrimとCSTのテロメア末端への動員の構造基盤はまだ分かっていない。今回我々は、テロメラーゼホロ酵素との関係から見たテトラヒメナCSTについて、PolαPrimのある場合とない場合の両方、それにPolαPrim単独でのクライオ電子顕微鏡（Cryo-EM）構造を報告する。テトラヒメナCtc1は、Cryo-EM法とNMR分光法によって明らかになった柔軟なCtc1結合モチーフ上で、TPP1のオルソログであるテロメラーゼサブユニットp50に結合している。PolαPrimポリメラーゼサブユニットPOLA1はCtc1とStn1に結合し、そのCtc1との界面はG鎖DNAのPOLA1活性部位への進入口を形成している。我々は、テロメアDNA合成に必要とされる4つの重要な要素である、テロメラーゼ-コアリボ核タンパク質、p50、CST、PolαPrimが、単一の活性型複合体中にあるスナップショットを示しており、これはCSTとPolαPrimの動員、それにG鎖とC鎖の合成の切り替えについての手掛かりを与えるものだ。
