姉妹染色分体交換の分子機構

姉妹染色分体交換（SCE）は、DNA複製中に、2人の姉妹染色分体が互いに壊れて再結合するプロセスであり、重複した染色体の親鎖の領域を物理的に交換するプロセスです。相同組換えによる相互交換中に一般的に情報が変更されないため、このプロセスは保守的でエラーのないと見なされます。SCEの非ラジオラベル検出方法の出現により、このようなイベントは、実験室毒性試験における潜在的な遺伝子毒素/変異原の遺伝子指標として使用されました。これは、私たちが知っているように、DNA損傷のほとんどの形態が複製フォーク崩壊によりクロマチド交換を誘発するからです。SCEのメカニズムに関する現在の理解の多くは、DNA修復および/または組換えの過程で欠陥がある非ヒト脊椎動物細胞株を含む研究に由来しています。この記事では、Anthony V. Carrano博士とSCEに焦点を当てた同僚が遺伝的結果として焦点を当てた研究の歴史的視点と、SCEの抑制における一本鎖切断DNA修復タンパク質XRCC1の役割を提示します。SCEの症状を調節する細胞プロセスと重要なタンパク質「エフェクター」のより一般的な概要も提示されています。

Sister-chromatid exchange (SCE) is the process whereby, during DNA replication, two sister chromatids break and rejoin with one another, physically exchanging regions of the parental strands in the duplicated chromosomes. This process is considered to be conservative and error-free, since no information is generally altered during reciprocal interchange by homologous recombination. Upon the advent of non-radiolabel detection methods for SCE, such events were used as genetic indicators for potential genotoxins/mutagens in laboratory toxicology tests, since, as we now know, most forms of DNA damage induce chromatid exchange upon replication fork collapse. Much of our present understanding of the mechanisms of SCE stems from studies involving nonhuman vertebrate cell lines that are defective in processes of DNA repair and/or recombination. In this article, we present a historical perspective of studies spearheaded by Dr. Anthony V. Carrano and colleagues focusing on SCE as a genetic outcome, and the role of the single-strand break DNA repair protein XRCC1 in suppressing SCE. A more general overview of the cellular processes and key protein "effectors" that regulate the manifestation of SCE is also presented.