中研院解密DNA修复过程 登上国际期刊

为解开DNA受损情况，中研院院士蔡明道领导国际研究团队，首度在原子解析下捕捉到光解酶酵素修复DNA损伤完整过程，研究成果获刊于知名国际科学期刊《Science》。（中研院提供／李侑珊台北传真）

DNA受损情况有多种，大多都是导致癌症或遗传性疾病发生的致病原因之一，不过生物体修复过程至今依旧是未解之谜。为解开这项基因研究难题，中研院院士蔡明道领导国际研究团队，利用X射线自由电子雷射，首度在原子解析下捕捉到光解酶酵素修复DNA损伤的完整过程，研究成果获刊于知名国际科学期刊《Science》。

蔡明道表示，所有生物体都有其修复机制，而人体DNA损伤后也同样存有修复机制，但只要修复失败，便有可能导致疾病发生。

蔡明道进一步提到，这次研究过程使用的XFEL（X-ray free electron laser, 英文简称XFEL）技术，主要以快速连拍光解酶催化修复DNA损伤过程，不仅促进结构生物学前端发展，更开启酵素学新时代，可直接透过原子解析度观察完整酵素反应过程，以及检视酵素反应中间体结构全貌，这项研究技术未来可应用在新药物开发的潜在新靶点。

中研院说明，随着X射线晶体学和冷冻电子显微镜技术的进步发展，科学家可用原子等级解析度分析许多酵素和酵素复合体结构，然而这些方法只能捕捉反应开始或结束的单一瞬间，无法观察反应过程与触发机制。

中研院介绍，蔡明道研究团队利用X射线自由电子雷射技术，在极短的100亿分之1到5000分之1秒内，为DNA光解酶催化过程的多个反应中间体结构拍摄了18张照片。

中研院指出，透过这些照片，可揭示DNA修复化学反应的动态过程，如酵素残基如何促使化学反应、酵素在修复后如何回到基态，以及最终修复的DNA如何恢复标准结构等过程。

在研究团队方面，中研院表示，共有69位共同作者，来自全球17个研究机构，其中以蔡明道担任领导人，借由「台湾蛋白质计划」整合国内外技术及顶尖研究人员一同参与。