LIG1
DNAリガーゼI欠乏を引き起こすLIG1の変異は、免疫不全(英語版)やDNA損傷剤に対する感受性の増加につながる。
DNAリガーゼI欠乏を示す患者の確定症例は1つだけ存在しており、遺伝性の変異アレルによるものである。この欠乏症の症状は発育不全と免疫不全である。患者由来の細胞株に基づいて作製されたマウスモデルでは、変異体リガーゼによってゲノム不安定性につながる複製エラーが生じることが確認された。特に、変異体マウスでは腫瘍形成の増加も示された。
リガーゼIは、良性腫瘍細胞や正常細胞ではなく、増殖中の腫瘍細胞でアップレギュレーションされていることも判明している。さらに、これらの細胞でリガーゼIの発現を阻害すると細胞毒性効果が生じることが示されており、リガーゼI阻害剤の化学療法薬としての可能性が示唆される。
DNAリガーゼIが反応を中断した際のアデニリル化DNAの除去を担うホスホジエステラーゼであるアプラタキシンの欠損は、神経変性と関係している。このことは、DNAはリガーゼのエラーを修正する他のバックアップ機構がなければ再び修復経路へ入ることができないことを示唆している。
DNAの構造はよく解明され、また、その操作、修復、利用に必要な構成要素の多くが同定され、特徴づけられているため、病気を治療したり、がんと闘ったり、生物学的刺激に基づいて薬剤を放出したりする能力を持つナノスケールの装置の開発の検討が行われている。DNAリガーゼは、こうした装置に組み込まれる可能性が高い。
LIG1遺伝子は 120 kDa、919残基からなる、DNAリガーゼIと呼ばれる酵素をコードする。DNAリガーゼIはN末端の複製工場標的化配列(replication factory-targeting sequence、RFTS)、続いて核局在化配列、3つの機能的ドメインからなる。3つの機能的ドメインはN末端側からDNA結合ドメイン(DBD)、触媒を行うヌクレオチジルトランスフェラーゼ(英語版)(NTase)ドメイン、C末端のオリゴヌクレオチド/オリゴ糖結合(OB)ドメインである。N末端部分は触媒活性を持たず、細胞内での活性には必要ないが、RFTSを含んでおり複製工場(replication factory)と呼ばれるDNA複製部位へのリクルートに利用される。
DNAリガーゼIの活性化とリクルートには、翻訳後修飾が関係しているようである。