細胞が遺伝物質、つまりDNAをどのようにコピーするかを理解することは、生命そのものを理解する上で不可欠です。この知識は、私たちが病気を理解し、新しい治療法を開発するのに役立ちます。科学者たちは、細胞分裂と遺伝情報伝達に不可欠なDNA複製に関わる複雑なプロセスを解明するために取り組んでいます。
中国科学院生物物理学研究所の研究者らによるCurrent Opinion in Structural Biologyに掲載された最近のレビューでは、真核細胞におけるDNA複製中に遺伝情報とエピジェネティック情報を正確に複製することを保証する分子メカニズムが詳しく調べられています。この研究は、細胞がゲノムの完全性を確保しながら、元のエピジェネティックな状況をどのように維持しているかに焦点を当てています。
DNA複製は、細胞核内の遺伝物質をパッケージングするDNAとタンパク質の複合体であるクロマチンの構造を一時的に破壊します。複製連鎖（RC）ヌクレオソームアセンブリのプロセスがこれの中心です。これには、DNAが巻き付くタンパク質である、新たに合成されたヒストンとリサイクルされたヒストンの正確な協調が必要です。
ヒストンをガイドする特別なタンパク質であるヒストンシャペロンは、このプロセスにおいて重要な役割を果たします。RCヌクレオソームのアセンブリは、2つの経路を介して行われます。1つは、クロマチンアセンブリ因子1（CAF-1）複合体によって促進される、新たに生成されたヒストンを使用する経路、もう1つは、FACT複合体を含む、リサイクルされたヒストンを使用する経路です。研究者らは、CAF-1複合体が新しいヒストンH3-H4テトラソームをどのように組み立てるか、およびFACT複合体が親ヒストンヘキサマーをどのようにリサイクルするかを中心に、RCヌクレオソームアセンブリの構造生物学における最新の進歩をまとめました。
これらの構造研究は、エピジェネティック情報がどのように継承されるかについての洞察を提供します。さらに、クロマチンアセンブリプロセスを標的とする抗がん剤を開発するための新しい道を提供します。研究者らはまた、ヒストンシャペロンが複製機構とどのように相互作用するかを調査し、分子シャペロンの役割を、DNA複製に関与するタンパク質の複合体であるDNAレプリソーム内での機能を含めるように拡大しました。
このレビューでは、DNA複製とクロマチンアセンブリの間の結合を理解することの重要性が強調されています。この知識は、がんなどの疾患に対する新しい治療法を開発する上で貴重です。これらの複雑なプロセスを理解することにより、科学者は細胞の異常な複製を妨げる標的治療法を開発することができます。