Research Abstract


Arabidopsis R1R2R3-Myb proteins are essential for inhibiting cell division in response to DNA damage

2017年9月21日 Nature Communications 8 : 635 doi: 10.1038/s41467-017-00676-4


細胞分裂の阻害はDNA損傷に対する能動的な応答であり、細胞がゲノムの恒常性を維持するために重要である。しかし、DNA損傷が植物の細胞周期を停止させる仕組みはほとんど解明されていない。本稿では、DNA損傷に応答した細胞分裂の停止に、G2/M期特異的な遺伝子群の発現を抑制するR1R2R3型Myb転写因子(Rep-MYB)が必要であることを示す。ノックアウト変異体は、DNA二本鎖切断や複製ストレスに対して耐性を持つ。また、サイクリン依存性キナーゼ(CDK)はin vitroでRep-MYBをリン酸化し、プロテアソームによるRep-MYBタンパク質の分解を促進する。DNA損傷はCDK活性を低下させ、Rep-MYBの蓄積と、細胞周期の停止を引き起こす。今回の結果は、DNA損傷に応答して細胞周期を停止させるにはCDK活性を阻害するCDKインヒビターなどだけでは不十分で、Rep-MYB依存的なG2/M期特異的な遺伝子群の発現抑制が必須であることを示唆しており、DNA損傷応答におけるRep-MYBの重要性を示すものである。

Poyu Chen, Hirotomo Takatsuka, Naoki Takahashi, Rie Kurata, Yoichiro Fukao, Kosuke Kobayashi, Masaki Ito and Masaaki Umeda

Corresponding Authors

梅田 正明
奈良先端科学技術大学院大学 バイオサイエンス研究科

Inhibition of cell division is an active response to DNA damage that enables cells to maintain genome integrity. However, how DNA damage arrests the plant cell cycle is largely unknown. Here, we show that the repressor-type R1R2R3-Myb transcription factors (Rep-MYBs), which suppress G2/M-specific genes, are required to inhibit cell division in response to DNA damage. Knockout mutants are resistant to agents that cause DNA double-strand breaks and replication stress. Cyclin-dependent kinases (CDKs) can phosphorylate Rep-MYBs in vitro and are involved in their proteasomal degradation. DNA damage reduces CDK activities and causes accumulation of Rep-MYBs and cytological changes consistent with cell cycle arrest. Our results suggest that CDK suppressors such as CDK inhibitors are not sufficient to arrest the cell cycle in response to DNA damage but that Rep-MYB-dependent repression of G2/M-specific genes is crucial, indicating an essential function for Rep-MYBs in the DNA damage response.