染色体上で遺伝子読み取りとDNA修復をつなぐ分子機構を解明――DNA修復を助ける染色体リモデリング装置の構造を解明――

ad

2026-06-24 東京大学,明星大学,理化学研究所

東京大学、明星大学、理化学研究所の共同研究グループは、DNA修復因子Rad26(ヒトではCSB)とDNAを収納するヌクレオソームとの複合体構造をクライオ電子顕微鏡(Cryo-EM)で解析し、DNA修復時に染色体構造を変化させる分子機構を明らかにした。解析の結果、Rad26/CSBはヌクレオソームDNAの出入り口付近に結合し、既知の染色体リモデリング因子とは逆向きの配置でDNAに作用する独自の仕組みを持つことが判明した。また、KRループがRNAポリメラーゼIIだけでなくヌクレオソームとの結合にも重要であり、自己阻害機構を解除することで染色体リモデリング活性が発揮されることを示した。これにより、転写中にDNA損傷が発生した際、停止したRNAポリメラーゼIIからヌクレオソームへRad26/CSBが移行し、DNA修復因子が損傷部位へアクセスできるよう染色体構造を変化させるモデルを提案した。本成果は、転写とDNA修復をつなぐ仕組みの理解を深めるとともに、Cockayne症候群などDNA修復異常に起因する疾患の病態解明や治療法開発への貢献が期待される。

染色体上で遺伝子読み取りとDNA修復をつなぐ分子機構を解明――DNA修復を助ける染色体リモデリング装置の構造を解明――
本研究の概要

<関連情報>

コケイン症候群B相同体であるコマガタエラ・ファフィイRad26によるヌクレオソームリモデリングの構造的基盤 Structural basis of nucleosome remodeling by Cockayne syndrome B homologue Komagataella phaffii Rad26

Yutaro Fukushima,Chiaki Kinoshita,Lumi Negishi,Tomoya Kujirai,Yuki Kobayashi,Mitsuo Ogasawara,Haruhiko Ehara,Shun-ichi Sekine,Wataru Kagawa,Hitoshi Kurumizaka & Yoshimasa Takizawa
Nature Communications  Published:24 June 2026
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-026-73500-7

Abstract

Rad26, a yeast homologue of mammalian Cockayne syndrome protein B (CSB), plays an essential role in transcription-coupled nucleotide excision repair (TC-NER). Rad26/CSB binds RNA polymerase II stalled at DNA lesions and recruits DNA repair factors, functioning as a molecular scaffold. In addition, Rad26/CSB possesses nucleosome-remodeling activity that may help restore transcription after DNA repair. Here we determine the cryo-electron microscopy structure of the Rad26/CSB-nucleosome complex. Rad26/CSB binds near the nucleosomal entry/exit region (superhelical location ±6) through a unique mechanism in which its ATPase domains, Lobe 1 and Lobe 2, engage nucleosomal DNA in a reverse orientation compared with other remodelers such as Snf2 and Ino80. Mutational, biochemical, and crosslinking mass-spectrometric analyses demonstrate the requirement of the KR loop for nucleosome binding and remodeling. Furthermore, we show that N-terminal auto-inhibition involves long-range contacts between the disordered N-terminus and the Lobe 2 region, and is relieved by mutations of Leu8 and Leu11. These findings reveal the structural basis of Rad26/CSB-mediated nucleosome remodeling in TC-NER.

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