岩田想 医学研究科教授、別所義隆 理化学研究所客員研究員（研究当時は台湾・中央研究院客座教授を兼務）、蔡明道 台湾・中央研究院特聘研究員、Manuel Maestre-Reyna（マヌエル・マエストレ・レイナ） 台湾大学助理教授、Lars-Oliver Essen（ラーズ・オリバー・エッセン） フィリップ大学マールブルク教授、山元淳平 大阪大学准教授、南後恵理子 東北大学教授らの国際共同研究グループは、X線自由電子レーザー（XFEL）施設「SACLA」と「SwissFEL」を用いた時分割結晶構造解析によって、紫外線によって損傷したDNAを修復する光回復酵素の動的構造を解明しました。
光回復酵素は青色光が当たるとDNA修復を始めますが、修復の最中の酵素およびDNAの立体構造は不明でした。本研究では、酵素の活性中心であるフラビン補酵素FADからの電子移動を引き金としたDNA修復反応と、修復されたDNAが酵素から離脱する様子を、ピコ秒（1ピコ秒は1兆分の1秒）からマイクロ秒（1マイクロ秒は100万分の1秒）のスケールで明らかにしました。
本研究は、疾患の原因にもなるDNA損傷の修復過程に関する理解を深め、立体構造に基づくより合理的な人工酵素や薬剤の設計に寄与するものです。
本研究成果は、2023年11月30日に、国際学術誌「Science」にオンライン掲載されました。
【DOI】
https://doi.org/10.1126/science.add7795
【書誌情報】
Manuel Maestre-Reyna, Po-Hsun Wang, Eriko Nango, Yuhei Hosokawa, Martin Saft, Antonia Furrer, Cheng-Han Yang, Eka Putra Gusti Ngurah Putu, Wen-Jin Wu, Hans-Joachim Emmerich, Nicolas Caramello, Sophie Franz-Badur, Chao Yang, Sylvain Engilberge, Maximilian Wranik, Hannah Louise Glover, Tobias Weinert, Hsiang-Yi Wu, Cheng-Chung Lee, Wei-Cheng Huang, Kai-Fa Huang, Yao-Kai Chang, Jiahn-Haur Liao, Jui-Hung Weng, Wael Gad, Chiung-Wen Chang, Allan H. Pang, Kai-Chun Yang, Wei-Ting Lin, Yu-Chen Chang, Dardan Gashi, Emma Beale, Dmitry Ozerov, Karol Nass, Gregor Knopp, Philip J. M. Johnson, Claudio Cirelli, Chris Milne, Camila Bacellar, Michihiro Sugahara, Shigeki Owada, Yasumasa Joti, Ayumi Yamashita, Rie Tanaka, Tomoyuki Tanaka, Fangjia Luo, Kensuke Tono, Wiktoria Zarzycka, Pavel Müller, Maisa Alkheder Alahmad, Filipp Bezold, Valerie Fuchs, Petra Gnau, Stephan Kiontke, Lukas Korf, Viktoria Reithofer, Christian Joshua Rosner, Elisa Marie Seiler, Mohamed Watad, Laura Werel, Roberta Spadaccini, Junpei Yamamoto, So Iwata, Dongping Zhong, Jörg Standfuss, Antoine Royant, Yoshitaka Bessho, Lars-Oliver Essen, Ming-Daw Tsai (2023). Visualizing the DNA repair process by a photolyase at atomic resolution. SCIENCE, 382(6674):eadd7795.
