真核生物DNA複製の分子メカニズム-DNA二重鎖開裂と合成反応の連携機構の解明-

点击翻译按钮获取中文摘要

遺伝情報を担う染色体DNAの複製は生命の継承において最も重要な反応の一つである。DNA複製フォークではDNA二重鎖の開裂とリーディング・ラギング両鎖の合成反応が協調的に進行する必要がある。真核生物の複製フォークでは、DNA二重鎖開裂はCMG(Cdc45/MCM/GINS)複合体が中心的な役割を担っており、DNA合成は3種類のDNAポリメラーゼPolα, Polδ, Polεが行うと考えられている。CMG複合体とDNAポリメラーゼがどのように協調的に複製フォークを進行させているのかはよく分かっていないが、複製装置(レプリソーム)は複製開始点上で形成されるため、その協調も開始点上で確立されると考えられる。私はリーディング鎖合成を担うとされるPolεの必須機能を明らかにするために、分裂酵母をモデル生物とし、条件特異的タンパクデグロン系およびPolεの温度感受性変異株を用いて解析を行ってきた。タンパクデグロン系での解析から、PolεはCMG複合体の複製開始点上での集合に必要であることが分かった。一方、温度感受性変異株を用いた解析から、Polεはレプリソームの形成以降、複製フォークの進行にも必須であることが分かった。この変異株ではPolεサブユニットが開始点に安定に結合できない状態で、CMG複合体およびPolα, Polδは開始点に結合しており、さらに一本鎖DNA結合タンパクRPAの結合が検出された。このことからCMG複合体の形成・活性化は起こっていると考えられる。しかし、DNA合成基質の取り込みやCdc45の局在は開始点に限定されており、PolεがないとDNA複製は開始点から数kbも進行しなかった。このことはPolεがDNA二重鎖開裂に続く継続的なDNA合成を伴った複製フォークの進行に必須であることを示唆している。