Mre11

Mre11 は、出芽酵母からヒトに至るまで、広範な真核生物種において配列が高度に保持されている遺伝子、およびそれによって生成されるタンパク質を指します。このタンパク質は、細胞がゲノムDNAの完全性を保ち、損傷を正確に修復するために不可欠な役割を果たしています。

Mre11タンパク質は、そのN末端領域にホスホエステラーゼとして機能する可能性を示唆する共通のアミノ酸配列モチーフを備えています。このタンパク質は単独で働くのではなく、通常、他の重要なタンパク質であるRad50およびXrs2（酵母の場合）またはそのヒト対応物であるNbs1と強固に結合し、複合体を形成してその機能を発揮します。このMre11-Rad50-Xrs2/Nbs1複合体は、DNAの二重鎖切断などの重大な損傷を認識し、修復プロセスを活性化するための中心的な因子として機能します。

出芽酵母における詳細な研究から、Mre11が細胞のライフサイクルにおいて多様な役割を担っていることが明らかになっています。体細胞分裂を行う通常期（体細胞期）においては、DNAの損傷を修復するための主要な経路である相同組換え修復と、損傷したDNA末端を直接つなぎ合わせる非相同末端結合（NHEJ）という二つの重要な修復システムの両方に関与しています。これは、Mre11複合体が細胞の状態や損傷の種類に応じて、適切な修復経路の選択や実行を支援していることを示しています。

また、有性生殖における減数分裂の過程においても、Mre11は特に重要な役割を果たします。減数分裂期の遺伝子組換えは、相同染色体間で遺伝物質を交換し、子孫の遺伝的多様性を高めるために不可欠です。この組換えは、特定の部位でのDNA二重鎖切断（DSB）の発生から始まりますが、Mre11はこのDSBの形成過程に関与します。さらに、DSBが形成された後、組換えを進行させるために必要となる、切断末端の一本鎖DNA領域を生成する末端の消化（リセクション）と呼ばれるプロセスにおいても、Mre11複合体が中心的な役割を担います。

Mre11の機能異常は、ヒトを含む高等真核生物において深刻な疾患を引き起こすことが知られています。ヒトでは、MRE11遺伝子の変異が、毛細血管拡張性運動失調症という遺伝性疾患のバリアントの一つである毛細血管拡張性運動失調症様疾患（ATLD）の原因となります。同様に、Mre11複合体の一部を構成するNbs1（酵母Xrs2のヒトホモログ）の遺伝子に変異が生じた場合、これもまた毛細血管拡張性運動失調症の別のバリアントであるナイミーヘン症候群の原因となることが明らかになっています。これらの疾患は、DNA修復能力の低下に起因し、神経系の障害や免疫不全、がんのリスク増加など、全身に様々な影響を及ぼします。これらのことから、Mre11とその複合体は、ゲノムの安定性維持とヒトの健康維持の両面において、極めて重要な分子システムであることが理解されています。

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