The xeroderma pigmentosum group C (XPC) protein complex plays a key role in recognizing DNA damage throughout the genome for mammalian nucleotide excision repair (NER). Ultraviolet light (UV)-damaged DNA binding protein (UV-DDB) is another complex that appears to be involved in the recognition of NER-inducing damage, although the precise role it plays and its relationship to XPC remain to be elucidated. Here we show that XPC undergoes reversible ubiquitylation upon UV irradiation of cells and that this depends on the presence of functional UV-DDB activity. XPC and UV-DDB were demonstrated to interact physically, and both are polyubiquitylated by the recombinant UV-DDB-ubiquitin ligase complex. The polyubiquitylation altered the DNA binding properties of XPC and UV-DDB and appeared to be required for cell-free NER of UV-induced (6-4) photoproducts specifically when UV-DDB was bound to the lesion. Our results strongly suggest that ubiquitylation plays a critical role in the transfer of the UV-induced lesion from UV-DDB to XPC.

The nucleus of mammalian cells is highly compartmentalized by nuclear bodies, including nuclear speckles. While nuclear bodies are known to function in regulating gene expression, their involvement in DNA repair has not been actively investigated. Here, our focused screen for nuclear speckle factors involved in homologous recombination (HR), which is a faithful DNA double-strand break (DSB) repair mechanism, revealed that nuclear speckle factors regulating transcription are potentially involved in the regulation of HR. Among the top hits, we provide evidence showing that USP42, which is a deubiquitylating enzyme and a hitherto unidentified nuclear speckles factor, promotes HR by facilitating BRCA1 recruitment to DSB sites and DNA-end resection. We further showed that USP42 localizes to nuclear speckles via an intrinsically disordered region, which is required for efficient HR. Furthermore, we established that USP42 interacts with DHX9, which possesses DNA-RNA helicase activity, and is required for efficient resolution of DSB-induced R-loop. Mechanistically, USP42 antagonizes mono-ubiquitylation of DHX9 that is evoked after DSB induction. In conclusion, our data propose a model in which a novel nuclear speckle factor, USP42, facilitates DSB-induced R-loop resolution, BRCA1 loading to DSB sites and preferential DSB repair by HR, indicating the importance of spatial regulation of DSB repair choice mediated by nuclear bodies.