サッカロミセス・セレビシエSgs1ヘリカーゼは、G-GペアのDNAを効率よく巻き戻す

The Saccharomyces cerevisiae Sgs1 helicase efficiently unwinds G-G paired DNAs.

• H Sun
• R J Bennett
• N Maizels

抄録

サッカロミセス・セレビシエのSgs1pヘリカーゼは、核小体に局在し、rDNAリピートの完全性を維持するために必要とされる。Sgs1p は RecQ DNA ヘリカーゼファミリーのメンバーで、Schizo-saccharomyces pombe Rqh1、ヒト BLM および WRN 遺伝子も含まれています。これらの遺伝子は、ゲノムの完全性の維持に不可欠なタンパク質をコードしており、高度に保存されたヘリカーゼドメインを共有している。ここでは、組換えSgs1pヘリカーゼがグアニン・グアニン（G-G）対のDNAを効率よく巻き戻すことを示している。グアニン-グアニン対DNAの巻き戻しは、ATPとMg2+に依存し、短い3'一本鎖の尾を必要とする。Sgs1pは、直接アッセイや競合実験で測定されたように、二重DNAよりも効率的にG-G対の基質を巻き戻していることは驚くべきことである。Sgs1pはG-G対のテロメア配列を効率的に巻き戻していることから、Sgs1pの機能の一つは、染色体の非接合化につながるテロメアとテロメアの相互作用を防ぐことである可能性が示唆されました。rDNAはGに富み、G-Gペアリングの可能性をかなり秘めている。また、Sgs1の変異がrDNAの安定性に及ぼす影響や、Sgs1を欠失した酵母株や、関連するWRNヘリカーゼを欠失したヒトの老化の加速も、G-G対を解く能力の低下によって説明できるかもしれない。

The Saccharomyces cerevisiae Sgs1p helicase localizes to the nucleolus and is required to maintain the integrity of the rDNA repeats. Sgs1p is a member of the RecQ DNA helicase family, which also includes Schizo-saccharomyces pombe Rqh1, and the human BLM and WRN genes. These genes encode proteins which are essential to maintenance of genomic integrity and which share a highly conserved helicase domain. Here we show that recombinant Sgs1p helicase efficiently unwinds guanine-guanine (G-G) paired DNA. Unwinding of G-G paired DNA is ATP- and Mg2+-dependent and requires a short 3' single-stranded tail. Strikingly, Sgs1p unwinds G-G paired substrates more efficiently than duplex DNAs, as measured either in direct assays or by competition experiments. Sgs1p efficiently unwinds G-G paired telomeric sequences, suggesting that one function of Sgs1p may be to prevent telomere-telomere interactions which can lead to chromosome non-disjunction. The rDNA is G-rich and has considerable potential for G-G pairing. Diminished ability to unwind G-G paired regions may also explain the deleterious effect of mutation of Sgs1 on rDNA stability, and the accelerated aging characteristic of yeast strains that lack Sgs1 as well as humans deficient in the related WRN helicase.