細胞内でUV-DDBたんぱく質がゲノム上の紫外線損傷を 修復する瞬間の可視化に成功 ~色素性乾皮症の発症基盤解明へ向けて前進~

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2025-11-11 東京大学,科学技術振興機構,神戸大学,大阪大学

東京大学定量生命科学研究所の胡桃坂仁志教授らは、細胞内で紫外線損傷DNAを修復するUV-DDBタンパク質の立体構造を世界で初めて可視化した。独自技術「ChIP-CryoEM」を用い、ヌクレオソーム上の紫外線損傷に結合した状態を高解像度で解析。ヒストンの立体阻害を受けずに損傷DNAへ直接結合する仕組みを解明した。これは色素性乾皮症などDNA修復異常疾患の発症基盤の理解と治療法開発に道を拓く成果である。

細胞内でUV-DDBたんぱく質がゲノム上の紫外線損傷を 修復する瞬間の可視化に成功 ~色素性乾皮症の発症基盤解明へ向けて前進~

ChIP-CryoEM法によるUV-DDBタンパク質の可視化の概要

<関連情報>

ヌクレオソームにおけるUV-DDBによるシクロブタンピリミジン二量体認識の構造的基盤 Structural basis of cyclobutane pyrimidine dimer recognition by UV-DDB in the nucleosome

Syota Matsumoto,Yoshimasa Takizawa,Mitsuo Ogasawara,Kana Hashimoto,Lumi Negishi,Wenjie Xu,Haruna Tachibana,Junpei Yamamoto,Shigenori Iwai,Kaoru Sugasawa & Hitoshi Kurumizaka
Nature Communications  Published:11 November 2025
DOI:https://doi.org/10.1038/s41467-025-65486-5

Abstract

In mammalian global genomic nucleotide excision repair, UV-DDB plays a central role in recognizing DNA lesions, such as 6-4 photoproducts and cyclobutane pyrimidine dimers, within chromatin. In the present study, we perform cryo-electron microscopy analyses coupled with chromatin-immunoprecipitation to reveal that the cellular UV-DDB binds to UV-damaged DNA lesions in a chromatin unit, the nucleosome, at a position approximately 20 base-pairs from the nucleosomal dyad in human cells. An alternative analysis of the in vitro reconstituted UV-DDB-cyclobutane pyrimidine dimer nucleosome structure demonstrates that the DDB2 subunit of UV-DDB specifically recognizes the cyclobutane pyrimidine dimer lesion at this position on the nucleosome. We also determine the structures of UV-DDB bound to DNA lesions at other positions in purified cellular human nucleosomes. These cellular and reconstituted UV-DDB-nucleosome complex structures provide important evidence for understanding the mechanism by which UV lesions in chromatin are recognized and repaired in mammalian cells.

医療・健康
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