＜総 説＞
立体構造解析から見えてきた損傷乗り越え DNA複製の分子メカニズム
１）学習院大学理学部生命科学科、２）大阪大学大学院生命機能研究科 道津貫太郎１）,２）、横井雅幸１）、花岡文雄＊１）,２）
はじめに
長大なゲノムDNAを正確かつ迅速に複製するためには、連続したDNA合成能と校正機能をも つ複製に適応したDNAポリメラーゼが必要である。ゲノムDNAの構成単位であるヌクレオチド は外的あるいは内的な様々な要因によって損傷を受けるが、複製型DNAポリメラーゼは損傷ヌ クレオチドが鋳型に含まれると多くの場合DNA複製を継続できない。損傷乗り越え複製（TLS:
translesion synthesis）とは、鋳型鎖に損傷が含まれてもDNA合成を継続できる複製反応機構で あり、TLS機能を持つ特殊なDNAポリメラーゼ（TLSポリメラーゼ）が担っている（1）。TLS ポリメラーゼの研究は、DNAポリメラーゼ・イータ（polη）の同定で大きな転機を迎えた（2,3）。
日光露光部での高発癌性を主徴とする色素性乾皮症バリアント群の責任遺伝子産物であるpolη は、紫外線によるDNA損傷の一つシクロブタン型ピリミジンダイマー（CPD: cyclobutane pyrimidine dimer）を鋳型として、まるで障害など無いかのように正確性の高いDNA合成を行 えたのである。Polηの特徴として、当時知られていたA、B、C、Xの各ファミリーに属するど のDNAポリメラーゼともアミノ酸配列上の相同性は乏しかった。しかし、その配列的特徴と機 能の似たオルソログが生物種を越えて保存され、また多くの生物で複数のパラログが見つかった ことから、新たにYファミリーポリメラーゼと分類されるに至った（4）（図1a）。TLSポリメラー ゼの発見当初から、多様なDNA損傷に対するTLSポリメラーゼのDNA合成能が生化学的に研究 され、TLS反応の効率や忠実度などが詳細に解析されてきた（6,7）。哺乳類のYファミリーポリ メラーゼにはpolηに加えてDNAポリメラーゼ・イオタ（polι）、カッパ（polκ）、そしてREV1 の4種類あり、それらが単独で乗り越えることのできる損傷の種類や効率、忠実度などは異なる ことから、生体内では損傷の種類に応じてTLSポリメラーゼが使い分けられると考えられている。
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放射線生物研究 46(1)，2011 Ｐ1 ～ 14
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