細胞分裂前に酵素がDNA構造を最適化する仕組みを解明(Precision work prior to cell division: how enzymes optimize DNA structure)

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2026-03-31 ミュンヘン大学(LMU)

ドイツのミュンヘン大学(LMU)の研究チームは、細胞分裂前に酵素がDNA構造を最適化する精密な仕組みを解明した。DNAは分裂時に正確に複製・分配される必要があるが、本研究では特定の酵素がDNAのねじれや絡まりを調整し、適切な立体構造へと整える役割を果たすことが明らかになった。この過程により遺伝情報の損傷や分配ミスが防がれ、細胞の正常な増殖が維持される。こうした分子レベルの制御機構の理解は、がんなど細胞分裂異常に関わる疾患の解明や治療戦略の開発に貢献すると期待される。

<関連情報>

Dbf4依存性キナーゼは染色体複製起点におけるIno80の機能を微調整する Dbf4-dependent kinase finetunes Ino80 function at chromosome replication origins

Priyanka Bansal,Shibojyoti Lahiri,Chandni Natalia Kumar,Jessica Furtmeier,Lorenz Spechtenhauser,Lorenzo Galanti,Juan de Dios Barba Tena,Erika Chacin,Garp Linder,María Ángeles Ortíz-Bazán,Marisa Müller,Petra Vizjak,Tobias Straub,Felix Mueller-Planitz,Johannes Stigler,Andrés Aguilera,Belen Gómez-González,Boris Pfander,Philipp Korber,Axel Imhof & Christoph F. Kurat
Nature Communications  Published:28 March 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-026-70698-4

細胞分裂前に酵素がDNA構造を最適化する仕組みを解明(Precision work prior to cell division: how enzymes optimize DNA structure)

Abstract

The highly conserved Dbf4-Dependent Kinase (DDK) plays a pivotal role during S phase. It phosphorylates the replicative helicase (minichromosome maintenance, MCM complex), which leads to the initiation of replication. However, few other targets, besides the MCM complex, are known, leaving DDK an understudied kinase. Here, we determine the nuclear DDK-dependent phosphoproteome by a two-pronged mass spectrometry approach. Among ~ 400 DDK-dependent phosphorylation targets, we find the Arp8 subunit of the INO80 chromatin remodeling complex. Arp8 phosphorylation stabilises INO80’s complex integrity, finetunes its nucleosome spacing at replication origins, stimulates replication and improves the replication stress response. Taken together, we report the regulation of a chromatin remodeler with nucleosome-spacing activity by the cell-cycle machinery. DDK not only regulates the core replication machinery but also regulates a factor that generates replication-conducive chromatin architecture at replication origins.

細胞遺伝子工学
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