兵庫県立大学，大阪大学，筑波大学は，DNAの損傷を光で修復する酵素の反応過程を詳しく解析し，独自開発の分光計測技術を用いて，修復反応の途中で一時的に現れるオキセタン中間体を世界で初めて実験的に捉え，その存在を裏付けることに成功した（ニュースリリース）。
DNAは紫外線を浴びると特定部位に化学反応が起こり，（6-4）光産物という損傷構造が形成される。このDNA損傷は細胞にとって有害であるため，多くの生物は，（6-4）光回復酵素と呼ばれる酵素を使って修復を行なう。
この酵素は青色光のエネルギーを利用してDNAを修復するが，修復には2回の光吸収が必要であり，特に最初の光によって生成される反応中間体の正体は長らく不明だった。
研究グループは，（6-4）光回復酵素によるDNA修復において，第一の光で誘起される反応を捉えるために，酵素に含まれる補因子フラビン（FAD）や（6-4）光産物が示す紫外線・赤外線の吸収変化を時間分解測定でモニターした。紫外吸収測定では，第二の光が試料に当たらないよう，試料を微量に流しながらデータを取得した。
一方，赤外吸収測定では，多数の微小な区画に保持した試料に第一の光だけが当たるよう工夫し，赤外顕微鏡で観測を行なった。このように設計・構築した独自の自動測定システムを活用することで，第一の光によって進行する酵素反応を精度良く追跡することに，世界で初めて成功した。
紫外吸収測定の結果，第一の光を当てたわずか500マイクロ秒以内に，FADと（6-4）光産物のあいだで電子のやり取りが起こり，反応中間体が生成される様子が観測された。この中間体は250nm付近の紫外線を吸収する性質を持っていた。
さらに，赤外吸収測定によって，この反応中間体が約11μm付近の赤外線領域に特徴的な吸収を示すこともわかった。これらの分光情報と量子化学計算を組み合わせることで，この反応中間体がオキセタンと呼ばれる特殊な環状構造をもつことが明らかになった。
オキセタンはこれまで，DNAが紫外線で損傷を受ける過程でごく短時間だけ現れる構造とされてきた。今回の研究は，この構造が修復過程においても酵素環境下で現れ，第二の光に反応するための中間的な状態として存在していることを示したもの。この発見は，損傷と修復の両過程に共通して現れる分子構造の存在と，それを動的に制御する酵素の働きを実験的に示した，世界初の成果。
研究グループは，光によって損傷DNAを段階的に修復するという酵素反応の核心を分子レベルで解明する成果であり，光誘導型DNA修復ツールの設計に向けた基盤的な知見を提供するものだとしている。
