错配修复是一种避免突变的系统，它是通过纠正DNA生物合成错误、阻断不同源DNA序列之间的重组，以及在人类细胞中通过促使遭受某些类型DNA化学损伤的细胞死亡，从而稳定基因组。Modrich教授团队已在由十种活性组分组成的纯系统中重建了大肠杆菌的错配修复，包括MutH、MutL、MutS和MutU蛋白。目前对细菌修复通路的研究聚焦于这一复杂反应的分子机制，以及基于遗传差异对DNA序列进行物理操作的修复蛋白试剂应用。该实验室已验证了人类细胞中的错配修复通过类似于细菌反应的机制进行，并依赖于大肠杆菌MutS和MutL蛋白同源物的异源二聚体复合物。人类MutS和MutL同源物的遗传缺陷是遗传性非息肉病性结肠癌的病因，也是多种组织散发性肿瘤的重要致病因素。人类MutS和MutL蛋白的遗传失活还会使细胞对某些通过诱导凋亡反应来杀伤细胞的化疗药物产生耐药性。Modrich教授团队已证明，这些药物产生的细胞毒性DNA损伤可被人类错配修复系统识别，并得出结论：这一识别事件是导致细胞死亡的一系列事件中的初始步骤。其实验室目前正在研究人类修复系统的分子特性及其在细胞DNA损伤应答中的作用。