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分子生物学：SPO11二量体はin vitroでのDNA二本鎖切断を触媒するのに十分である
Nature 639, 8055 doi: 10.1038/s41586-024-08574-8
SPO11は、プログラムされたDNA二本鎖切断（DSB）の誘導を介して減数分裂期組換えを開始させるが、この触媒活性はこれまでin vitroで再構築されたことがなかった。今回我々は、ハツカネズミ（Mus musculus）のSPO11を用いて、減数分裂期DSB形成の特徴を全て再現する生化学系について報告する。SPO11はパートナー分子が存在しない場合に切断形成を触媒し、切断された鎖の5′側に共有結合したままになることが分かった。SPO11による標的部位の選択は、DNA基質の塩基配列、屈曲性、トポロジーによって影響されることが分かり、SPO11は一本鎖DNA切断を修復できる証拠が示された。さらに、SPO11は溶液中では単量体であること、また切断には2つのハイブリッド活性部位の再構築のための二量体化が必要であることが明らかになった。SPO11とそのパートナーであるTOP6BLは1:1の複合体を形成し、これがSPO11単独と同程度の活性でDNA切断を触媒する。しかし、この複合体はDNA末端により高い親和性で結合し、これは切断後の役割である可能性を示唆している。我々は、in vivoでのDSB形成に必要な、SPO11のまた別のパートナー分子群が生体分子凝縮体を組み立て、それがSPO11–TOP6BLを動員することで、SPO11の二量体化と切断が可能になるというモデルを提案する。我々の研究はSPO11の二量体化が、減数分裂でのDSB誘導を制御する基本的な機構であることを確立するものだ。
