中研院揭DNA不完美配對

記者陳柏翰∕台北報導

人類的遺傳多樣性來自父母同源染色體的配對與互換。中研院團隊利用「冷凍電子顯微鏡」技術和分子模擬，觀察到DMC1酵素可以協助不完美的DNA配對，並達成完美的DNA互換，未來可望幫助研究不孕症等疾病。

中研院19日分享最新研究成果。由中研院生物化學研究所院士蔡明道、副研究員何孟樵，與台灣大學生化科學所教授冀宏源及化學系教授李弘文研究團隊透過冷凍電子顯微鏡技術發現DMC1蛋白具有獨特的結構可容許不完美的DNA序列配對。

冀宏源表示，遺傳的多樣性跟基因多樣性有高度相關，其中在減數分裂時期DNA序列的互換，是人類遺傳多樣性很重要的過程，但過去研究僅知DMC1及RAD51是染色體配對時的重要催化酵素，其中DMC1可以容忍不完美的DNA配對、RAD51則無法，卻不知道其中機制。

為了解DMC1如何容忍不完美的配對並看到其蛋白結構，冀宏源說，研究團隊純化出高純度的DMC1酵素，並讓它在體外與不完美的DNA基因結合，後續再利用冷凍電子顯微鏡觀察其結構，看到DMC1蛋白和DNA彼此相互作用的分子細節。

何孟樵說明，研究團隊透過冷凍電顯技術成功解出原子級解析度的DMC1-DNA複合體的結構，與RAD51比對後發現有3個特殊胺基酸的不同，且也觀察到DMC1藉由在結構上提供較大的空間與支持，允許DNA不完美序列配對。

另外，研究團隊也進一步突變DMC1蛋白上的胺基酸，並且藉由冷凍電顯技術和分子模擬觀察到，突變確實能改變DNA結合空間的大小及穩定性。

冀宏源指出，看到蛋白質結構後可以藉此知道哪些胺基酸參與了過程，未來對於不孕症的患者，也許可透過觀察是否有相同的胺基酸突變，來推測是否造成不孕等。