ヌクレオシド補給によるDNA複製速度上昇において新たなメカニズムを発見

ad

2025-10-24 基礎生物学研究所

Web要約 の発言:
基礎生物学研究所とスウェーデン・ウメオ大学の共同研究チームは、ヌクレオシド補給によるDNA複製促進の新たな分子機構を発見した。これまで、補給が複製速度を上げるのはdNTP量の増加によると考えられていたが、実際にはDNA合成時に誤って取り込まれるdUTPが複製を妨げ、その阻害をヌクレオシドが緩和していることが判明した。dUTPはDNA中に混入すると修復過程で切断が生じ、結果的に複製が遅延する。補給によってdUTP濃度が低下することでこの悪循環が解消され、安定したDNA複製が維持される。本成果は、細胞分裂やがん細胞の増殖制御、さらにはDNA修復機構の理解にも重要な知見を与えるものである。研究結果は『Nucleic Acids Research』誌に掲載。

ヌクレオシド補給によるDNA複製速度上昇において新たなメカニズムを発見
図1. ヌクレオシド補給時の細胞内dNTP量の変化

<関連情報>

ヌクレオシド補充の解読:哺乳類の複製フォークの促進においてチミジンがリボヌクレオシドよりも優れている理由 Decoding nucleoside supplementation: how thymidine outperforms ribonucleosides in accelerating mammalian replication forks

Praveen Pandey, Kiminori Kurashima, Göran Bylund, Erik Johansson, Tomomi Tsubouchi, Andrei Chabes
Nucleic Acids Research  Published:14 October 2025
DOI:https://doi.org/10.1093/nar/gkaf1035

Abstract

Disruptions in deoxynucleoside triphosphate (dNTP) supply impair DNA replication and lead to genomic instability. While exogenous ribonucleosides (rNuc) have been suggested to alleviate replication stress by increasing dNTP levels, their precise metabolic effects remain unclear. Here, we show that rNuc supplementation primarily elevates CTP and UTP levels, with only modest increases in dCTP, and has minimal impact on replication fork speed across multiple mammalian cell lines. In contrast, thymidine (dThd), either alone or in combination with rNuc—as in EmbryoMax Nucleosides—significantly increases dTTP and dGTP levels, leading to accelerated replication fork progression. Notably, dThd, rather than rNuc, drives fork acceleration and counteracts fork slowdown caused by elevated dUTP, consistent with primer extension assays showing that dUTP transiently inhibits Pol ϵ-mediated DNA synthesis at template adenines. These results clarify the distinct roles of nucleosides in nucleotide metabolism, providing a mechanistic basis for how dThd promotes fork progression and preserves genomic stability.

細胞遺伝子工学
ad
ad
Follow
ad
タイトルとURLをコピーしました