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DNA同源重組(homologous recombination)是修復DNA雙股斷裂(double-strand break, DSB)的主要途徑，參與同源重組的酵素若發生突變，往往會導致基因體不穩定，進而增加癌症發生的風險。其中，RAD51是同源重組過程中最核心的酵素，負責搜尋同源DNA，並催化DNA股交換反應，形成D-loop三鏈體結構。本院生物化學研究所何孟樵副研究員與臺灣大學生化科學研究所冀宏源特聘教授的研究團隊，以冷凍電子顯微鏡(cryo-EM)、計算機模擬與生化分析技術，解析RAD51與同源DNA交互作用的結構，探討D-loop三鏈體形成的分子機制。

研究團隊透過蛋白質化學方法，重組短片段的RAD51核蛋白絲(mini-filament)，並搭配不同特性的同源雙股DNA，成功捕捉多個處於不同階段的D-loop中間結構。進一步結合分子動力學模擬與生化實驗結果，發現RAD51蛋白表面的正電荷，在打開同源雙股DNA中扮演關鍵角色，能有效引導DNA的股交換反應。此研究成果不僅深化了對RAD51促進DNA同源重組機制的理解，也為未來DNA修復研究提供重要基礎。

此研究由本院主題計畫經費支持，第一作者為本院生化所羅世奇博士；其他共同作者包括生化所研究助理楊承翰、葉欣怡、林承威、葉敏琪。研究成果已於2025年12月1日發表於國際期刊《自然通訊》(Nature Communications)。