DNase II：遺伝子、酵素、機能

50年以上前に発見されたデオキシリボヌクレアーゼ（DNase）IIは、二重陽イオンの非存在下で酸pHで最適に機能する哺乳類のエンドヌクレアーゼです。そのリソソームの局在化とユビキタス組織分布は、この酵素が食作用によって遭遇する外因性DNAの分解に役割を果たしたことを示唆しましたが、そのような役割の相対的な重要性は不明でした。その後の調査では、DNase IIが細胞死後のDNA断片化と分解にとって重要であることが示唆されました。過去数年以内に、私たちの研究と他の研究は、さまざまな哺乳類のDNase II遺伝子のクローニングと、無脊椎動物Caenorhabditis elegansおよびショウジョウバエのメラノガスターにおける非常に相同性遺伝子の同定と特性評価につながりました。興味深いことに、C。elegansDNase IIホモログNUC-1の研究は、持続性アポトーシスセルの存在により、DNase II酵素が飲み込み媒介DNA分解において根本的に重要であることを示唆した最初のことでした。NUC-1変異体の食細胞内の核。同様に、ショウジョウバエDNase II様遺伝子の突然変異は、動物全体に低分子量DNAの蓄積をもたらすことがわかった。マウスのDNase II遺伝子のホモ接合変異（ノックアウト）は、周産期の致死を含むはるかに複雑で広範な表現型を明らかにしました。DNase II-Knockoutマウスの致死性は、複数の発達欠陥の結果である可能性が高く、最も明白なのは決定的な赤血球生物の喪失です。綿密な検査により、エン酵素媒介DNA分解の欠陥がDNase II-nullマウスの主要な欠陥であることが明らかになりました。このレビューでは、DNA分解におけるDNase II酵素の役割に関するコンセンサスモデルを提供するために、さまざまな生物のDNase IIに関する研究から情報をまとめました。

Deoxyribonuclease (DNase) II, which was discovered more than 50 years ago, is a mammalian endonuclease that functions optimally at acid pH in the absence of divalent cations. Its lysosomal localization and ubiquitous tissue distribution suggested that this enzyme played a role in the degradation of exogenous DNA encountered by phagocytosis, although the relative importance of such a role was unknown. Subsequent investigations also suggested that DNase II was important for DNA fragmentation and degradation during cell death. Within the last few years, our work and that of others has lead to the cloning of various mammalian DNase II genes as well as the identification and characterization of highly homologous genes in the invertebrates Caenorhabditis elegans and Drosophila melanogaster. Interestingly, studies of the C. elegans DNase II homolog NUC-1 were the first to suggest that DNase II enzymes were fundamentally important in engulfment-mediated DNA degradation, particularly that associated with programmed cell death, due to the presence of persistent apoptotic-cell nuclei within phagocytic cells in nuc-1 mutants. Similarly, mutation of the Drosophila DNase II-like gene was found to result in the accumulation of low-molecular-weight DNA throughout the animals. Homozygous mutation (knockout) of the DNase II gene in mice revealed a much more complex and extensive phenotype including perinatal lethality. The lethality of DNase II-knockout mice is likely the result of multiple developmental defects, the most obvious being a loss of definitive erythropoiesis. Closer examination revealed that a defect in engulfment-mediated DNA degradation is the primary defect in DNase II-null mice. In this review, we have compiled information from studies on DNase II from various organisms to provide a consensus model for the role of DNase II enzymes in DNA degradation.