【台灣醒報記者祝潤霖台北報導】「染色體配對不良導致遺傳疾病，用冷凍電子顯微鏡可完全透析DNA！」中研院19日展示冷凍電子顯微鏡技術，藉由低溫固定基因DNA蛋白質，做到比X光繞射更精準的顯像，針對染色體突變導致的不孕，或DNA配對不均導致遺傳疾病，甚至新冠病毒，都提供更精密的觀察。
DMC1的穩定影響健康
「為什麼基因不會百分百遺傳？」台大生化所教授冀宏源指出，遺傳多樣性來自父母同源染色體的配對與互換，父母染色體的DNA序列很相似，卻不完全相同；當DNA配對不完美互換時就會發生基因變異；其中，催化染色體配對與互換的酵素是DMC1，可協助不完美的DNA配對，並達成完美的DNA互換。
冀宏源表示，在以前要看到蛋白質DNA複合體的結構不容易，因為傳統的X光繞射有其極限；而2017年中研院引進冷凍電顯技術，得到很多高純度的DMC-1結構，可以在體外進行完美或不完美的配對實驗，對於因DMC1突變而造成的不孕，及染色體分配不均而導致的疾病，也提供分子層次上可能的解釋。
生殖細胞會經過染色體複製、不完美配對、基因互換、二次細胞分裂，減數分裂成4個精子細胞。（photo by 祝潤霖／台灣醒報）
台大生化所教授冀宏源指出，DMC1酵素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。（photo by 祝潤霖／台灣醒報）
原子尺度觀察分子
「冷凍電顯是現今結構生物研究最具發展潛力的技術！」中研院生化所副研究員何孟樵指出，冷凍電子顯微鏡能在原子尺度快速且不破壞性地觀察生物分子；並非所有蛋白質狀態都可以被結晶並用X光繞射；冷凍電顯，用低溫固定蛋白質，省去結晶化的過程與限制，把蛋白質看得更清楚。
何孟樵表示，中研院看見冷凍電顯的潛力，於2018年購入全台首兩座高解析度冷凍電子顯微鏡，並成立「中央研究院冷凍電子顯微鏡設施（ASCEM）」，近2年來已解析了近20個達到原子尺度的複合物結構，未來可望有更多生技與疾病研究上的突破性發現；「對研究新冠病毒也會很有幫助！」
中研院生化所副研究員何孟樵指出螢幕上的觀察結果，螢幕下方顯現原子尺度的最細微DNA觀測影像。（photo by 祝潤霖／台灣醒報）
中央研究院冷凍電子顯微鏡設施（ASCEM）有恆溫、恆濕、防塵、抗震等保護措施，地震4級此處無感。（photo by 祝潤霖／台灣醒報）
