抗がん剤はどうやってテロメアに傷をつけるのか?~抗がん剤の薬理効果の一端が分子のレベルで明らかに~

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2025-03-18 京都大学

京都大学の研究チームは、抗がん剤が細胞分裂のM期においてテロメアの保護を解除し、細胞死を誘導する分子メカニズムを解明しました。 染色体末端のテロメアは遺伝情報を守るバリアとして機能しますが、タキソールやビンクリスチンなどの抗がん剤により細胞周期がM期で停止すると、テロメアの保護が解ける「M期テロメア脱保護」が起こり、これが細胞死のシグナルとなることが知られていました。しかし、その詳細な分子メカニズムは未解明でした。今回の研究で、BTR(BLM-TOP3A-RMI1-RMI2)酵素複合体がテロメア脱保護を促進し、さらにオーロラキナーゼB(AURKB)がテロメア結合因子TRF1およびTRF2をリン酸化することが、この脱保護促進に必須であることが明らかになりました。これらの発見は、抗がん剤の薬理効果の理解を深め、新たな治療法の開発や既存治療の改善に寄与することが期待されます。

<関連情報>

CPC-シェルテリン-BTR軸が有糸分裂期のテロメア脱保護を制御する A CPC-shelterin-BTR axis regulates mitotic telomere deprotection

Diana Romero-Zamora,Samuel Rogers,Ronnie Ren Jie Low,Scott G. Page,Blake J. E. Lane,Shunya Kosaka,Andrew B. Robinson,Lucy French,Noa Lamm,Fuyuki Ishikawa,Makoto T. Hayashi & Anthony J. Cesare
Nature Communications  Published:17 March 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-57456-8

抗がん剤はどうやってテロメアに傷をつけるのか?~抗がん剤の薬理効果の一端が分子のレベルで明らかに~

Abstract

Telomeres prevent ATM activation by sequestering chromosome termini within telomere loops (t-loops). Mitotic arrest promotes telomere linearity and a localized ATM-dependent telomere DNA damage response (DDR) through an unknown mechanism. Using unbiased interactomics, biochemical screening, molecular biology, and super-resolution imaging, we found that mitotic arrest-dependent (MAD) telomere deprotection requires the combined activities of the Chromosome passenger complex (CPC) on shelterin, and the BLM-TOP3A-RMI1/2 (BTR) complex on t-loops. During mitotic arrest, the CPC component Aurora Kinase B (AURKB) phosphorylated both the TRF1 hinge and TRF2 basic domains. Phosphorylation of the TRF1 hinge domain enhances CPC and TRF1 interaction through the CPC Survivin subunit. Meanwhile, phosphorylation of the TRF2 basic domain promotes telomere linearity, activates a telomere DDR dependent on BTR-mediated double Holliday junction dissolution, and leads to mitotic death. We identify that the TRF2 basic domain functions in mitosis-specific telomere protection and reveal a regulatory role for TRF1 in controlling a physiological ATM-dependent telomere DDR. The data demonstrate that MAD telomere deprotection is a sophisticated active mechanism that exposes telomere ends to signal mitotic stress.

医療・健康未分類
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