Article
生物工学：ブリッジRNAにガイドされた組換えの構造学的機構
Nature 630, 8018 doi: 10.1038/s41586-024-07570-2
挿入配列（IS）は、原核生物のゲノムに見られる最も単純な自律的転移性遺伝因子である。我々は最近、IS110ファミリー配列が、リコンビナーゼと、2つのプログラム可能なループによりターゲットDNAとドナーDNAに対する特異性を与えるノンコーディングブリッジRNA（bRNA）をコードしていることを見いだした。今回我々は、組換え反応サイクルの3つの異なる段階において、bRNA、ターゲットDNAおよびドナーDNAと複合体を形成したIS110リコンビナーゼのクライオ電子顕微鏡構造を報告する。IS110接合複合体は2つのリコンビナーゼ二量体から構成され、一方はbRNAのターゲット結合ループを収納していてターゲットDNAと結合するのに対し、もう一方はbRNAのドナー結合ループおよびドナーDNAと結合している。我々は、ターゲットDNAおよびドナーDNAの両方の組換え部位の近くに触媒セリン残基が配置されたRuvC–Tnp複合活性部位が、2つの二量体の間に形成されることを明らかにした。3つの構造の比較から、(1)ターゲットDNAとドナーDNAのトップ鎖が複合活性部位で切断され、5′-ホスホセリン共有結合中間体が形成されること、(2)切断されたDNA鎖が交換、再連結されてホリデイ構造中間体が形成されること、(3)次いで、この中間体がボトム鎖の切断により解消されることが明らかになった。総合すると、この研究により、プログラム可能なDNA組換えのために、二重特異的なRNAがターゲットDNAおよびドナーDNAに対する特異性をIS110リコンビナーゼに与える機構が明らかになった。
