父母與子女因為遺傳所以有許多相似之處，比如說:家族遺傳高矮表徵或是家族遺傳性疾病等，但拜DNA序列「不精準」的互換所賜，基因不會百分百的遺傳，所以當父母雙方都有不良基因時，後代也不用完全悲觀，但倒底是什麼主導了不完全遺傳的秘密呢?中研院的研究團隊，破解了DNA不完美地配對的機制，研究成果近日發表在國際頂尖期刊《自然通訊》（Nature Communications）。
減數分裂重組蛋白DMC1
DMC1(DNA Meiotic Recombinase 1)是一種蛋白酵素，它在體內主要是負責催化父母DNA染色體的配對與互換，協助減數分裂進行的重組蛋白。當新生命開展時，來自父母雙方各雙股DNA會打開，經過減數分裂的過程，變成父親一條單股DNA和母親一條單股DNA。
雖然，分別來自父母染色體的DNA序列很相似，卻不完全相同。那麼這個時候DMC1這個蛋白酵素，就會扮演像媒人的角色，去溝通父母雙方的DNA，包容彼此的差異性，組合出新的雙股DNA，孕育出子女。但蛋白酵素DMC1實際上是怎麼運作的呢?
看穿蛋白質複合體的秘密武器：冷凍電子顯微鏡
冷凍電子顯微鏡（cryo-EM）是現今結構生物研究最具發展潛力的技術，協助國內研究團隊解析蛋白質結構與細胞內的超微結構（ultrastructure），進而解決重要生技議題及重大疾病問題。近二年來，冷凍電子顯微鏡設施中已解析了近二十個達到原子尺度的複合物結構，也造就了這次DMCI蛋白的突破性發現。
而中研院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，可以和父母各一股的DNA形成DMC1-DNA複合體，在DNA錯誤配對的位置上，提供較大的結構空間與支持，容許不完美的DNA序列配對，造就人類遺傳的多樣性。
DMC1突變 造成不孕!
研究團隊進一步突變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。接續再利用生化及單分子實驗證實，蛋白質結構空間的改變與DNA錯誤配對的容忍性高度相關。此外，解析DMC1-DNA複合體結構的成果，也解釋了因DMC1突變而造成的不孕，及染色體分配不均而導致的疾病!
《論文小檔案》
《自然通訊》《nature communications》是從 1869年首次出版的科學周刊《自然》期刊中衍伸出的特定主題的期刊，《自然通訊》出版了自然科學各個領域的高質量研究報告，所刊載的論文對各個領域的專家，具有重要意義及進展。
