Coordination of cohesin and DNA replication observed with purified proteins

Yasuto Murayama, Shizuko Endo, Yumiko Kurokawa, Ayako Kurita, Sanae Iwasaki, Hiroyuki Araki

Nature 2024 Jan 24 DOI:10.1038/s41586-023-07003-6

プレスリリース資料

ヒトを含む真核生物では、複製されたゲノムDNAが均等に母細胞から娘細胞へと分配されます。ゲノムDNAが正確に次世代の細胞へと受け継がれるためには、複製された２つのDNAコピー同士が物理的に密着する“姉妹染色分体間接着”という構造が不可欠です(図上段)。この接着に異常があると、ゲノムDNAの分配が正確に起こらず、娘細胞でDNAの断片化や異数化といった異常が引き起こされます。

情報・システム研究機構 国立遺伝学研究所 村山泰斗准教授の研究グループは、姉妹染色分体間接着に必要なタンパク質を細胞から一つ一つ精製し、試験管の中で順序良く反応させることによって、“ 姉妹染色分体間接着”が作られる過程を人工的に再現することに成功しました。その結果、コヒーシンというリング状の形をしたタンパク質複合体が、最初にDNAを抱えるように結合し、その状態でDNA複製が起こることにより２つのDNAコピーが接着する、という分子的なしくみが明らかになりました(図下段)。

本研究の結果により、生命の設計図であるDNAが、どのように次世代の細胞に正確に継承され、維持されるのかという真核生物の細胞に普遍的な機構の理解が進むとともに、接着の異常と密接な関連が示唆されているガン、遺伝疾患、不妊などの発症メカニズムの理解につながることが期待されます。

本研究は、日本学術振興会 (JSPS) 科研費(22H02550、23H04295)、科学技術振興機構 (JST) 戦略的想像研究推進事業さきがけ (PRESTO) (JPMJPR19KB)、武田科学振興財団の支援を受けて行われました。

本研究成果は、国際科学雑誌「Nature」に2024年1月25日（日本時間）に掲載されました。