고베대학 바이오시그널 종합연구센터의 스가사와 가오루 교수, 도쿄대학 정량생명과학연구소의 후도사카 히토시 교수, 오사카대학원의 이와이 나리노리 교수 등은 자외선에 의해 발생한 DNA 손상이 효율적으로 검출되고 복구 느낌을 밝혔다.
하루 중 1세포당 수만회 이상 발생하는 게놈 DNA의 손상은 수복이 시간에 맞지 않게 되면 DNA의 복제·전사의 방해, 세포사나 염색체의 불안정화를 일으키고, 심지어 세포가 암화할 우려도 있다.
DNA 손상을 일으키는 요인의 하나인 자외선에 의해 DNA가 손상을 받으면, UV-DDB라고 불리는 단백질 복합체가 손상을 찾아 결합함으로써 복구가 개시된다.그러나 DNA는 히스톤 단백질 주위에 감겨 '뉴클레오좀'이라 불리는 구조를 형성하기 때문에 DNA 손상이 뉴클레오좀 외부에 노출되어 있는지 안쪽에 숨어 있는지에 따라 UV-DDB 손상에 액세스가 영향을 받을 것으로 예상된다.
UV-DDB가 어떻게 효율적으로 손상을 검출하는지를 알아보기 위해, 특정 위치에 손상을 포함한 DNA와 히스톤 단백질에 의해 뉴클레오솜을 형성시키고, 이것에 UV-DDB를 결합시킨 복합체의 입체 구조를 분석했다.결과적으로, 손상이 뉴클레오솜의 외부에 노출되는 경우, 원래의 뉴클레오솜의 구조를 거의 변경하지 않고 UV-DDB가 손상에 결합하는 반면, 손상이 뉴클레오솜 내부에 숨어있는 경우 놀랍게도 히스톤 단백질의 표면을 따라 DNA 이중 나선이 몇 염기 분 "미끄러짐"으로 인해 손상이 처음보다 바깥으로 이동하여 UV-DDB가 결합하고 있음을 알았다.
UV-DDB가 수리 반응의 개시를 가능하게 하기 위해서 뉴클레오솜의 구조 변화를 일으키는 메카니즘이 밝혀짐으로써, 그 인위적인 제어가 가능하게 되면, 자외선에 대한 방호나 피부암의 예방에 이어지는 창약 등에 응용할 수 있을 가능성이 있다.
논문 정보:【Nature】DNA damage detection in nucleosomes involves DNA register shifting
